JP5113188B2 - Polymeric substrates with fluoroalkoxycarbonyl groups for amine capture - Google Patents

Polymeric substrates with fluoroalkoxycarbonyl groups for amine capture Download PDF

Info

Publication number
JP5113188B2
JP5113188B2 JP2009543030A JP2009543030A JP5113188B2 JP 5113188 B2 JP5113188 B2 JP 5113188B2 JP 2009543030 A JP2009543030 A JP 2009543030A JP 2009543030 A JP2009543030 A JP 2009543030A JP 5113188 B2 JP5113188 B2 JP 5113188B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
amino
polymeric material
amine capture
formula
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2009543030A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2010513687A5 (en
JP2010513687A (en
Inventor
ジー.アイ. ムーア,ジョージ
エム. レイル,チャールズ
アール. シャー,ラーフル
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
3M Innovative Properties Co
Original Assignee
3M Innovative Properties Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 3M Innovative Properties Co filed Critical 3M Innovative Properties Co
Publication of JP2010513687A publication Critical patent/JP2010513687A/en
Publication of JP2010513687A5 publication Critical patent/JP2010513687A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5113188B2 publication Critical patent/JP5113188B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F20/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride, ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F20/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms, Derivatives thereof
    • C08F20/10Esters
    • C08F20/22Esters containing halogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F8/00Chemical modification by after-treatment
    • C08F8/30Introducing nitrogen atoms or nitrogen-containing groups
    • C08F8/32Introducing nitrogen atoms or nitrogen-containing groups by reaction with amines
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T436/00Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/17Nitrogen containing
    • Y10T436/173845Amine and quaternary ammonium
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T436/00Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/25Chemistry: analytical and immunological testing including sample preparation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Abstract

Amino-containing materials can be attached to polymeric materials having a pendant amine capture group that includes a fluoroalkoxycarbonyl group. An amino-containing material can react with the pendant amine capture group by a nucleophilic substitution reaction. The product of the reaction is an alcohol and a pendant group that contains a carbonylimino group. The reaction results in the connection of the amino-containing material to the polymeric material. The polymeric materials are often disposed on a surface of a substrate and the connection of the amino-containing material to the polymeric material results in the immobilization of the amino-containing material on the substrate.

Description

(関連出願の相互参照)
本出願は2006年12月21日出願の米国仮特許出願第60/871,294号、及び2007年9月17日出願の米国特許出願第11/856,144号の優先権を主張するものであり、それらの開示は、参照することにより本明細書に組み込まれる。
(Cross-reference of related applications)
This application claims priority from US Provisional Patent Application No. 60 / 871,294 filed on Dec. 21, 2006 and U.S. Patent Application No. 11 / 856,144 filed on Sep. 17, 2007. And their disclosures are incorporated herein by reference.

(発明の分野)
アミノ含有材料を高分子材料に結合する方法、及び基材上でアミノ含有材料を固定化する方法を記載する。
(Field of Invention)
A method for bonding an amino-containing material to a polymeric material and a method for immobilizing the amino-containing material on a substrate are described.

アミノ含有検体、アミノ酸、DNA、RNA、タンパク質、細胞、組織、細胞小器官、免疫グロブリン、又は基材の表面上で固定化されるそのフラグメントなどのアミノ含有材料を、多数の用途に使用することができる。例えば、固定化された生物学的アミノ含有材料を、疾患又は遺伝子欠陥の医学的診断のため、生物学的分離のため、又は各種生体分子の検出のために使用することができる。アミノ含有材料の固定化は、通常、アミノ基と、基材表面に共有結合した反応性官能基との反応によって行われる。   Use amino-containing materials for many applications, such as amino-containing analytes, amino acids, DNA, RNA, proteins, cells, tissues, organelles, immunoglobulins, or fragments thereof immobilized on the surface of a substrate. Can do. For example, immobilized biological amino-containing materials can be used for medical diagnosis of diseases or genetic defects, for biological separation, or for detection of various biomolecules. Immobilization of an amino-containing material is usually performed by a reaction between an amino group and a reactive functional group covalently bonded to the substrate surface.

アミノ反応性官能基を有する基材は、アミノ反応性官能基を含有する高分子材料の溶液で基材をコーティングすることによって調製することができる。あるいは、アミノ反応性官能基を有する基材は、アミノ反応性官能基を含有するモノマーの溶液で基材をコーティングし、次いで、モノマーの重合によって調製することができる。代表的なアミノ反応性モノマーとしては、例えば、N−[(メタ)アクリルオキシ]スクシンイミド及びビニルアズラクトンが挙げられる。アミノ含有材料は、N−アシルオキシスクシンイミド基と反応して、N−ヒドロキシスクシンイミドの変位及びカルボキサミドの形成をもたらすことができる。アミノ含有材料は、環式アズラクトンと反応して、環状構造の開環をもたらすことができる。   A substrate having an amino-reactive functional group can be prepared by coating the substrate with a solution of a polymeric material containing the amino-reactive functional group. Alternatively, a substrate having an amino reactive functional group can be prepared by coating the substrate with a solution of a monomer containing the amino reactive functional group and then polymerizing the monomer. Representative amino-reactive monomers include, for example, N-[(meth) acryloxy] succinimide and vinyl azlactone. Amino-containing materials can react with N-acyloxysuccinimide groups resulting in displacement of N-hydroxysuccinimide and formation of carboxamides. Amino-containing materials can react with cyclic azlactone to provide ring opening of the cyclic structure.

N−アシルオキシスクシンイミド基又はアズラクトン基などの反応性官能基を包含する高分子表面は、一級又は二級アミノ含有材料と容易に反応することができるが、かかる反応性官能基は、多数の欠点に悩まされる場合がある。例えば、生物学的アミノ含有材料との反応の多くは、希釈水溶液中で行われる。これらの条件下で、N−アシルオキシスクシンイミド官能基が、急速に加水分解されることが知られている。本競争反応は、基材上のアミノ含有材料の不完全又は非効率的固定化を引き起こすことがある。   Although polymeric surfaces that contain reactive functional groups such as N-acyloxysuccinimide groups or azlactone groups can readily react with primary or secondary amino-containing materials, such reactive functional groups are subject to a number of drawbacks. You may be troubled. For example, many reactions with biological amino-containing materials occur in dilute aqueous solutions. Under these conditions, the N-acyloxysuccinimide functional group is known to hydrolyze rapidly. This competitive reaction can cause incomplete or inefficient immobilization of the amino-containing material on the substrate.

アズラクトン官能基は、加水分解に対してより安定しているが、ビニル基以外の任意の重合性基に結合したアズラクトンを合成することは困難である。得られた高分子材料は、ポリマー主鎖に直接結合したアミノ反応性官能基を有する。幾つかの用途においては、これは、アミノ含有材料が効率的固定化のためにアミン反応基に十分に接近することを困難にさせ得る。   The azlactone functional group is more stable against hydrolysis, but it is difficult to synthesize azlactone bonded to any polymerizable group other than the vinyl group. The resulting polymeric material has an amino-reactive functional group bonded directly to the polymer backbone. In some applications, this can make it difficult for the amino-containing material to get close enough to the amine reactive group for efficient immobilization.

アミノ含有材料を高分子材料へ結合する方法、及び基材上でアミノ含有材料を固定化する方法を記載する。更に具体的には、アミノ含有材料は、ペンダントアミン捕捉基を含む高分子材料に付着され得る。ペンダントアミン捕捉基は、一級又は二級アミノ含有材料との求核置換反応を行うことができるフルオロアルコキシカルボニル基を含む。部分的に反応した高分子材料は、反応した及び未反応のペンダントアミン捕捉基の両方を含むことが記載される。部分的に反応した高分子材料を含む物品も記載される。   A method for bonding an amino-containing material to a polymeric material and a method for immobilizing the amino-containing material on a substrate are described. More specifically, the amino-containing material can be attached to a polymeric material that includes a pendant amine capture group. The pendant amine capture group comprises a fluoroalkoxycarbonyl group capable of undergoing a nucleophilic substitution reaction with a primary or secondary amino-containing material. The partially reacted polymeric material is described to include both reacted and unreacted pendant amine capture groups. Articles comprising partially reacted polymeric materials are also described.

1つの態様では、アミノ含有材料を高分子材料へ結合する方法を記載する。方法は、フルオロアルコキシカルボニル基を含む、式Iのペンダントアミン捕捉基を含む高分子材料を提供する工程を含む。   In one aspect, a method for coupling an amino-containing material to a polymeric material is described. The method includes providing a polymeric material comprising a pendant amine capture group of formula I that comprises a fluoroalkoxycarbonyl group.

Figure 0005113188
Figure 0005113188

式Iでは、変数nは、0又は1に等しい。基Qは、カルボニルオキシあるいはカルボニルイミノのいずれかである。基Yは、アルキレン、ヘテロアルキレン、アリーレン、又はこれらの組み合わせを含む二価の基であって、任意に、カルボニル、カルボニルオキシ、カルボニルイミノ、オキシ、−NR−、又はこれらの組み合わせを更に含む、二価の基である。基Rは、水素、フルオロ、アルキル、又は低級フルオロアルキルから選択され、それぞれのRは、低級フルオロアルキルであり、Rは、水素、アルキル、アリール、又はアラルキルから選択される。星印()は、高分子材料の主鎖へのペンダント基の結合部位を示す。本方法は、(1)一級又は二級アミノ含有材料と、(2)ペンダントアミン捕捉基のフルオロアルコキシカルボニル基を反応させ、高分子材料へのアミノ含有基の結合をもたらす、工程を更に含む。 In formula I, the variable n is equal to 0 or 1. The group Q is either carbonyloxy or carbonylimino. The group Y is a divalent group including alkylene, heteroalkylene, arylene, or combinations thereof, optionally further including carbonyl, carbonyloxy, carbonylimino, oxy, —NR 3 —, or combinations thereof. , A divalent group. The group R 1 is selected from hydrogen, fluoro, alkyl, or lower fluoroalkyl, each R 2 is lower fluoroalkyl, and R 3 is selected from hydrogen, alkyl, aryl, or aralkyl. The asterisk ( * ) indicates the binding site of the pendant group to the main chain of the polymer material. The method further includes the step of (1) reacting the primary or secondary amino-containing material with (2) the fluoroalkoxycarbonyl group of the pendant amine capture group resulting in attachment of the amino-containing group to the polymeric material.

別の態様では、基材にアミノ含有材料を固定化する方法を記載する。本方法は、基材を提供する工程と、基材の表面上に高分子材料を配置する工程とを含み、高分子材料は、   In another aspect, a method for immobilizing an amino-containing material on a substrate is described. The method includes providing a substrate and placing a polymeric material on a surface of the substrate, the polymeric material comprising:

Figure 0005113188
Figure 0005113188

フルオロアルコキシカルボニル基を含む、式Iのペンダントアミン捕捉基を有する。本方法は、(1)一級又は二級アミノ含有材料と、(2)ペンダントアミン捕捉基のフルオロアルコキシカルボニル基を反応させ、高分子材料へのアミノ含有基の結合をもたらす、工程を更に含む。変数n、並びに基Q、Y、R、及びRは、式Iに対して上で定義されたものと同一である。 It has a pendant amine capture group of formula I that contains a fluoroalkoxycarbonyl group. The method further includes the step of (1) reacting the primary or secondary amino-containing material with (2) the fluoroalkoxycarbonyl group of the pendant amine capture group resulting in attachment of the amino-containing group to the polymeric material. The variable n and the groups Q, Y, R 1 and R 2 are the same as defined above for formula I.

別の態様では、基材にアミノ含有材料を固定化する方法を記載する。本方法は、基材を提供すること及び反応混合物を基材の表面上に配置することから構成される。反応混合物は、(a)フルオロアルコキシカルボニル基を含む、式IIのアミン捕捉モノマーと、   In another aspect, a method for immobilizing an amino-containing material on a substrate is described. The method consists of providing a substrate and placing the reaction mixture on the surface of the substrate. The reaction mixture comprises (a) an amine capture monomer of formula II containing a fluoroalkoxycarbonyl group;

Figure 0005113188
Figure 0005113188

(b)少なくとも2つの(メタ)クリロイル基を含む架橋モノマーとを含む。式IIにおいて、変数nは、0又は1に等しい。基Qは、カルボニルオキシあるいはカルボニルイミノのいずれかである。基Yは、アルキレン、ヘテロアルキレン、アリーレン、又はこれらの組み合わせを含む二価の基であって、任意に、カルボニル、カルボニルオキシ、カルボニルイミノ、オキシ、−NR−、又はこれらの組み合わせを更に含む、二価の基である。基Rは、水素、フルオロ、アルキル、又は低級フルオロアルキルから選択され、それぞれのRは、低級フルオロアルキルであり、Rは、水素、アルキル、アリール、又はアラルキルから選択され、Rは、水素又はアルキルである。本方法は、反応混合物を硬化させ、ペンダントアミン捕捉基を有する架橋された高分子材料を形成させる工程を更に含む。本方法は、(1)一級又は二級アミノ含有材料と、(2)ペンダントアミン捕捉基のフルオロアルコキシカルボニル基を反応させ、高分子材料へのアミノ含有基の結合をもたらす、工程をなお更に含む。 (B) a crosslinking monomer containing at least two (meth) acryloyl groups. In formula II, the variable n is equal to 0 or 1. The group Q is either carbonyloxy or carbonylimino. The group Y is a divalent group including alkylene, heteroalkylene, arylene, or combinations thereof, optionally further including carbonyl, carbonyloxy, carbonylimino, oxy, —NR 3 —, or combinations thereof. , A divalent group. The group R 1 is selected from hydrogen, fluoro, alkyl, or lower fluoroalkyl, each R 2 is lower fluoroalkyl, R 3 is selected from hydrogen, alkyl, aryl, or aralkyl, and R 4 is , Hydrogen or alkyl. The method further includes curing the reaction mixture to form a crosslinked polymeric material having pendant amine capture groups. The method still further comprises the step of (1) reacting the primary or secondary amino-containing material with (2) the fluoroalkoxycarbonyl group of the pendant amine capture group resulting in attachment of the amino-containing group to the polymeric material. .

更なる別の態様では、部分的に反応した高分子材料を記載する。高分子材料は、(a)フルオロアルコキシカルボニル基を含む式Iの第1のペンダントアミン捕捉基と、(b)一級アミノ含有材料又は二級アミノ含有材料と式Iの第2のペンダントアミン捕捉基の反応生成物であるカルボニルイミノ含有ペンダント基とを含む。   In yet another aspect, a partially reacted polymeric material is described. The polymeric material comprises (a) a first pendant amine capture group of formula I containing a fluoroalkoxycarbonyl group, and (b) a primary or secondary amino-containing material and a second pendant amine capture group of formula I. And a carbonylimino-containing pendant group.

更に別の態様では、物品を記載する。物品は、基材と、基材の表面上に配置される高分子材料とを含む。高分子材料は、(a)フルオロアルコキシカルボニル基を含む式Iの第1のペンダントアミン捕捉基と、(b)一級アミノ含有材料又は二級アミノ含有材料と式Iの第2のペンダントアミン捕捉基の反応生成物であるカルボニルイミノ含有ペンダント基とを含む。   In yet another aspect, an article is described. The article includes a substrate and a polymeric material disposed on the surface of the substrate. The polymeric material comprises (a) a first pendant amine capture group of formula I containing a fluoroalkoxycarbonyl group, and (b) a primary or secondary amino-containing material and a second pendant amine capture group of formula I. And a carbonylimino-containing pendant group.

用語「a」、「an」、及び「the」は、「少なくとも1つの」と同じ意味で用いられ、記載された要素の1つ以上を意味する。   The terms “a”, “an”, and “the” are used interchangeably with “at least one” to mean one or more of the elements being described.

用語「アルコキシ」とは、化学式−ORの一価の基を意味し、式中、Rはアルキル基である。   The term “alkoxy” refers to a monovalent group of formula —OR where R is an alkyl group.

用語「アルコキシカルボニル」とは、化学式−(CO)ORの一価の基を意味し、式中、Rはアルキル基である。   The term “alkoxycarbonyl” refers to a monovalent group of formula — (CO) OR where R is an alkyl group.

用語「アルキル」とは、アルカンのラジカルである一価の基を意味し、直鎖、分岐鎖、環状、又はこれらの組み合わせである基を含む。アルキル基は通常、1〜30個の炭素原子を有する。幾つかの実施形態では、アルキル基は、1〜20個の炭素原子、1〜10個の炭素原子、1〜6個の炭素原子又は1〜4個の炭素原子を含有する。アルキル基の例としては、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、第3ブチル、n−ペンチル、n−ヘキシル、シクロヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、及びエチルヘキシルが挙げられるが、これらに限定されない。   The term “alkyl” refers to a monovalent group that is a radical of an alkane and includes groups that are linear, branched, cyclic, or combinations thereof. The alkyl group usually has 1 to 30 carbon atoms. In some embodiments, the alkyl group contains 1-20 carbon atoms, 1-10 carbon atoms, 1-6 carbon atoms, or 1-4 carbon atoms. Examples of alkyl groups include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, n-pentyl, n-hexyl, cyclohexyl, n-heptyl, n-octyl, and ethylhexyl. However, it is not limited to these.

用語「アルキレン」とは、アルカンのラジカルである二価の基を意味する。アルキレンは、直鎖、分岐鎖、環状、又はこれらの組み合わせであることができる。典型的にはアルキレンは、1〜200個の炭素原子を有する。幾つかの実施形態では、アルキレンは、1〜100個の炭素原子、1〜80個の炭素原子、1〜50個の炭素原子、1〜30個の炭素原子、1〜20個の炭素原子、1〜10個の炭素原子、又は1〜4個の炭素原子を含有する。アルキレンのラジカル中心は、同一炭素原子上に(即ち、アルキリデン)又は異なる炭素原子上にあることができる。   The term “alkylene” refers to a divalent group that is a radical of an alkane. The alkylene can be linear, branched, cyclic, or combinations thereof. Typically the alkylene has 1 to 200 carbon atoms. In some embodiments, the alkylene is 1-100 carbon atoms, 1-80 carbon atoms, 1-50 carbon atoms, 1-30 carbon atoms, 1-20 carbon atoms, Contains 1 to 10 carbon atoms, or 1 to 4 carbon atoms. The radical center of the alkylene can be on the same carbon atom (ie, alkylidene) or on different carbon atoms.

用語「アラルキル」とは、化合物R−Arのラジカルである一価の基を意味し、式中、Arは芳香族炭素環基であり、Rはアルキル基である。   The term “aralkyl” refers to a monovalent group that is a radical of the compound R—Ar, where Ar is an aromatic carbocyclic group and R is an alkyl group.

用語「アリール」は、芳香族炭素環式化合物のラジカルである一価の基を意味する。アリールは1つの芳香環を有することができ、又は芳香環に結合又は縮合する5つまでの他の炭素環を含むことができる。その他の炭素環は、芳香族、非芳香族、又はこれらの組み合わせであることができる。アリール基の例としては、フェニル、ビフェニル、テルフェニル、アンスリル、ナフチル、アセナフチル、アントラキノニル、フェナンスリル、アントラセニル、ピレニル、ペリレニル、及びフルオレニルが挙げられるが、これらに限定されない。   The term “aryl” refers to a monovalent group that is a radical of an aromatic carbocyclic compound. The aryl can have one aromatic ring or can contain up to 5 other carbocycles that are bonded or fused to the aromatic ring. Other carbocycles can be aromatic, non-aromatic, or combinations thereof. Examples of aryl groups include, but are not limited to, phenyl, biphenyl, terphenyl, anthryl, naphthyl, acenaphthyl, anthraquinonyl, phenanthryl, anthracenyl, pyrenyl, perylenyl, and fluorenyl.

用語「アリーレン」は、芳香族炭素環式化合物のラジカルである二価の基を意味する。アリーレンは1つの芳香環を有することができ、又は芳香環に結合又は縮合する5つまでの他の炭素環を含むことができる。その他の炭素環は、芳香族、非芳香族、又はこれらの組み合わせであることができる。代表的なアリーレン基は、1つ、2つ、又は3つの芳香環を有する。例えば、アリーレン基は、フェニレンであることができる。   The term “arylene” refers to a divalent group that is a radical of an aromatic carbocyclic compound. Arylene can have one aromatic ring or can contain up to five other carbocycles that are bonded or fused to the aromatic ring. Other carbocycles can be aromatic, non-aromatic, or combinations thereof. Exemplary arylene groups have one, two, or three aromatic rings. For example, the arylene group can be phenylene.

用語「カルボニル」とは、化学式−(CO)−の二価の基を意味する。   The term “carbonyl” refers to a divalent group of formula — (CO) —.

用語「カルボニルイミノ」とは、化学式−(CO)NR−の二価の基を意味し、式中、Rは、水素、アルキル、アリール、又はアラルキルである。 The term “carbonylimino” refers to a divalent group of formula — (CO) NR a —, where R a is hydrogen, alkyl, aryl, or aralkyl.

用語「カルボニルオキシ」とは、化学式−(CO)O−の二価の基を意味する。   The term “carbonyloxy” refers to a divalent group of formula — (CO) O—.

用語「カルボキシ」とは、化学式−(CO)OHの一価の基を意味する。   The term “carboxy” refers to a monovalent group of formula — (CO) OH.

用語「フルオロアルキル」とは、フッ素原子により置き換えられた少なくとも1つの水素原子を有するアルキルを意味する。本明細書に使用されるように、用語「低級フルオロアルキル」とは、1つ、2つ、3つ、又は4つの炭素原子を有するフルオロアルキルを意味する。幾つかの代表的なフルオロアルキルは、−CHF又は−CFなどの1つの炭素原子を有する。 The term “fluoroalkyl” means an alkyl having at least one hydrogen atom replaced by a fluorine atom. As used herein, the term “lower fluoroalkyl” refers to a fluoroalkyl having 1, 2, 3, or 4 carbon atoms. Some exemplary fluoroalkyl has one carbon atom, such as -CHF 2, or -CF 3.

用語「フルオロアルコキシ」とは、化学式−ORの一価の基を意味し、式中、Rは、フルオロアルキルを意味する。 The term “fluoroalkoxy” refers to a monovalent group of formula —OR f where R f refers to fluoroalkyl.

用語「フルオロアルコキシカルボニル」とは、化学式−(CO)ORの一価の基を意味し、式中、(CO)は、カルボニル基を意味し、Rは、フルオロアルキル基を意味する。フルオロアルコキシカルボニルは、通常、化学式−(CO)OCR(Rであり、式中、R及びRは、本明細書に定義される。 The term “fluoroalkoxycarbonyl” means a monovalent group of formula — (CO) OR f , where (CO) means a carbonyl group and R f means a fluoroalkyl group. Fluoroalkoxycarbonyl is typically of the formula — (CO) OCR 1 (R 2 ) 2 , where R 1 and R 2 are defined herein.

用語「ヘテロアルキレン」とは、イオウ、酸素、又は−NR−で置換された1つ以上の炭素原子を有するアルキレンである二価の基を意味し、式中、Rは、水素又はアルキルである。ヘテロアルキレンは、直鎖、分岐鎖、環状、又はこれらの組み合わせであることができ、かつ400個までの炭素原子及び30個までのヘテロ原子を含むことができる。幾つかの実施形態では、ヘテロアルキレンは、300個までの炭素原子、200個までの炭素原子、100個までの炭素原子、50個までの炭素原子、30個までの炭素原子、20個までの炭素原子、又は10個までの炭素原子を含む。 The term “heteroalkylene” means a divalent group that is an alkylene having one or more carbon atoms substituted with sulfur, oxygen, or —NR b —, where R b is hydrogen or alkyl. It is. The heteroalkylene can be linear, branched, cyclic, or combinations thereof and can contain up to 400 carbon atoms and up to 30 heteroatoms. In some embodiments, the heteroalkylene has up to 300 carbon atoms, up to 200 carbon atoms, up to 100 carbon atoms, up to 50 carbon atoms, up to 30 carbon atoms, up to 20 carbon atoms. Contains carbon atoms or up to 10 carbon atoms.

用語「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート又はメタクリレートであるモノマーを意味する。同様に、用語「(メタ)アクリルアミド」とは、アクリルアミド又はメタクリルアミドであるモノマーを意味する。   The term “(meth) acrylate” means a monomer that is acrylate or methacrylate. Similarly, the term “(meth) acrylamide” means a monomer that is acrylamide or methacrylamide.

用語「(メタ)アクリロイル」とは、化学式CH=CR−(CO)−のエチレン性不飽和基を意味し、式中、Rは、水素又はメチルである。(メタ)アクリロイル基は、通常、オキシ又は−NRc−基に隣接し、式中、Rcは、水素、アルキル、アリール、又はアラルキルである。 The term “(meth) acryloyl” refers to an ethylenically unsaturated group of formula CH 2 ═CR 4 — (CO) —, wherein R 4 is hydrogen or methyl. A (meth) acryloyl group is usually adjacent to an oxy or —NR c — group, where R c is hydrogen, alkyl, aryl, or aralkyl.

用語「オキシ」とは、化学式−O−の二価の基を意味する。   The term “oxy” refers to a divalent group of formula —O—.

用語「チオ」とは、化学式−S−の二価の基を意味する。   The term “thio” refers to a divalent group of formula —S—.

用語「アミン捕捉モノマー」とは、アミン捕捉基を有するモノマーを意味する。用語「アミン捕捉基」とは、モノマー又はポリマー上にある、アミノ含有材料と反応可能な基を意味する。アミン捕捉基は、多くの場合、フルオロアルコキシカルボニル基を含む。   The term “amine capture monomer” means a monomer having an amine capture group. The term “amine capture group” means a group on a monomer or polymer that can react with an amino-containing material. Amine capture groups often include a fluoroalkoxycarbonyl group.

用語「アミノ含有材料」とは、一級アミノ基、又は二級アミノ基を有する材料を意味する。アミノ含有材料は、生体材料又は非生体材料であることができる。アミノ含有材料は、多くの場合、一級アミノ基又は二級アミノ基に結合するアルキレン基を有する。   The term “amino-containing material” means a material having a primary amino group or a secondary amino group. The amino-containing material can be a biomaterial or a non-biomaterial. Amino-containing materials often have an alkylene group bonded to a primary amino group or a secondary amino group.

用語「ペンダント」とは、高分子材料の主鎖に付着しているが、高分子材料の主鎖の一部ではない基を意味する。ペンダント基は、重合反応には関与しない。   The term “pendant” refers to a group that is attached to the main chain of the polymeric material but is not part of the main chain of the polymeric material. The pendant group does not participate in the polymerization reaction.

用語「ポリマー」及び「ポリマー材料」とは、同様の意味で用いられ、1種のモノマーから調製した材料、例えばホモポリマー又は2種以上のモノマーから調製した材料、例えばコポリマー、ターポリマーなど、の両方を意味する。同様に、用語「重合させる」とは、ホモポリマー、コポリマー、ターポリマーなどであり得る高分子材料の製造プロセスを意味する。   The terms “polymer” and “polymeric material” are used interchangeably and refer to materials prepared from one monomer, such as homopolymers or materials prepared from two or more monomers, such as copolymers, terpolymers, etc. Mean both. Similarly, the term “polymerize” means a process for making a polymeric material that can be a homopolymer, copolymer, terpolymer, and the like.

用語「室温」とは、約20℃〜約25℃又は約22℃〜約25℃の温度を意味する。   The term “room temperature” means a temperature of about 20 ° C. to about 25 ° C. or about 22 ° C. to about 25 ° C.

用語「基材」とは、固相支持体を意味する。基材は、任意の有用な形態を有することができ、薄フィルム、シート、膜、フィルター、不織布繊維又は織布繊維、中空又は固体ビーズ、ボトル、プレート、チューブ、ロッド、パイプ、又はウェハが挙げられるが、これらに限定されない。基材は、多孔質又は非多孔質、剛性又は可撓性、透明又は不透明、無色又は有色、及び反射性又は非反射性であることができる。好適な基材材料としては、例えば、高分子材料、ガラス、セラミック、金属、金属酸化物、水和金属酸化物、又はこれらの組み合わせが挙げられる。   The term “substrate” means a solid support. The substrate can have any useful form, including thin films, sheets, membranes, filters, nonwoven or woven fibers, hollow or solid beads, bottles, plates, tubes, rods, pipes, or wafers. However, it is not limited to these. The substrate can be porous or non-porous, rigid or flexible, transparent or opaque, colorless or colored, and reflective or non-reflective. Suitable substrate materials include, for example, polymeric materials, glass, ceramics, metals, metal oxides, hydrated metal oxides, or combinations thereof.

上記の要約は、本発明の開示されたそれぞれの実施形態又はあらゆる実施を記載することを意図するものではない。以下の説明により、代表的な実施形態をより具体的に例示する。本文書にわたって幾つかの箇所で、実施例の一覧を通して説明を提供するが、実施例は各種組み合わせにて使用することが可能である。それぞれの事例において、列挙される一覧は代表的な群としてのみ与えられるのであって、排他的な一覧として解釈されるべきではない。   The above summary is not intended to describe each disclosed embodiment or every implementation of the present invention. The following description will more specifically exemplify representative embodiments. In several places throughout the document, guidance is provided through lists of examples, which examples can be used in various combinations. In each case, the listed list is given only as a representative group and should not be interpreted as an exclusive list.

アミノ含有材料は、ペンダントアミン捕捉基を有する高分子材料に結合され得る。更に具体的には、ペンダントアミン捕捉基は、求核置換反応によって、一級又は二級アミノ含有材料と反応することができるフルオロアルコキシカルボニル基を含む。反応の生成物は、アルコール、及びカルボニルイミノ基を含むペンダント基である。反応は、高分子材料へのアミノ含有材料の結合をもたらす。高分子材料は、多くの場合、基材の表面上に配置され、高分子材料へのアミノ含有材料の結合は、基材上でのアミノ含有材料の固定化をもたらす。   The amino-containing material can be bound to a polymeric material having a pendant amine capture group. More specifically, the pendant amine capture group comprises a fluoroalkoxycarbonyl group that can react with a primary or secondary amino-containing material by a nucleophilic substitution reaction. The product of the reaction is an alcohol and a pendant group containing a carbonylimino group. The reaction results in the binding of the amino-containing material to the polymeric material. The polymeric material is often placed on the surface of the substrate, and binding of the amino-containing material to the polymeric material results in immobilization of the amino-containing material on the substrate.

1つの態様では、アミノ含有材料を高分子材料へ結合する方法を記載する。本方法は、フルオロアルコキシカルボニル基を含む、式Iのペンダントアミン捕捉基を含む高分子材料を提供する工程を含む。   In one aspect, a method for coupling an amino-containing material to a polymeric material is described. The method includes providing a polymeric material comprising a pendant amine capture group of formula I that comprises a fluoroalkoxycarbonyl group.

Figure 0005113188
Figure 0005113188

式Iでは、変数nは、0又は1に等しい。基Qは、カルボニルオキシ又はカルボニルイミノである。基Yは、アルキレン、ヘテロアルキレン、アリーレン、又はこれらの組み合わせを含む二価の基であって、任意に、カルボニル、カルボニルオキシ、カルボニルイミノ、オキシ、−NR−、又はこれらの組み合わせを更に含む、二価の基である。基Rは、水素、フルオロ、アルキル、又は低級フルオロアルキルから選択され、Rは、低級フルオロアルキルであり、Rは、水素、アルキル、アリール、又はアラルキルから選択される。星印()は、ペンダント基の、高分子材料の主鎖への結合部位を意味する。本方法は、一級又は二級アミノ含有材料と、ペンダントアミン捕捉基のフルオロアルコキシカルボニル基を反応させ、高分子材料へのアミノ含有基の結合をもたらす、工程を更に含む。反応は、化学式HO−CR(Rのアルコールの求核置換と、カルボニルイミノ基を含有するペンダント基の形成をもたらす。 In formula I, the variable n is equal to 0 or 1. The group Q is carbonyloxy or carbonylimino. The group Y is a divalent group including alkylene, heteroalkylene, arylene, or combinations thereof, optionally further including carbonyl, carbonyloxy, carbonylimino, oxy, —NR 3 —, or combinations thereof. , A divalent group. The group R 1 is selected from hydrogen, fluoro, alkyl, or lower fluoroalkyl, R 2 is lower fluoroalkyl, and R 3 is selected from hydrogen, alkyl, aryl, or aralkyl. The asterisk ( * ) means the binding site of the pendant group to the main chain of the polymer material. The method further includes reacting the primary or secondary amino-containing material with the fluoroalkoxycarbonyl group of the pendant amine capture group resulting in attachment of the amino-containing group to the polymeric material. The reaction results in nucleophilic substitution of the alcohol of formula HO—CR 1 (R 2 ) 2 and formation of a pendant group containing a carbonylimino group.

高分子材料のペンダントアミン捕捉基は、通常、炭化水素ポリマーの主鎖に結合される。高分子材料は、通常、アミン捕捉モノマーを含有する反応混合物のフリーラジカル重合の反応生成物である。アミン捕捉モノマーは、エチレン性不飽和基とアミン捕捉基の両方を有する。これらのアミン捕捉モノマーは、通常、式IIである。   The pendant amine capture group of the polymeric material is usually attached to the main chain of the hydrocarbon polymer. The polymeric material is typically a reaction product of free radical polymerization of a reaction mixture containing an amine capture monomer. The amine capture monomer has both an ethylenically unsaturated group and an amine capture group. These amine capture monomers are usually of formula II.

Figure 0005113188
Figure 0005113188

式IIでは、変数n、Q、Y、R、及びRは、式Iに対して定義されたものと同一である。基Rは、水素又はアルキルから選択される。多くの実施形態では、Rは、水素又はメチルである。 In Formula II, the variables n, Q, Y, R 1 , and R 2 are the same as defined for Formula I. The group R 4 is selected from hydrogen or alkyl. In many embodiments, R 4 is hydrogen or methyl.

変数nが0に等しい場合、式IIのアミン捕捉モノマーは、式IIaであり、   When the variable n is equal to 0, the amine capture monomer of formula II is formula IIa

Figure 0005113188
Figure 0005113188

得られた高分子材料は、式Iaのペンダントアミン捕捉基を含有する。   The resulting polymeric material contains a pendant amine capture group of formula Ia.

Figure 0005113188
Figure 0005113188

変数nが1に等しい場合、式IIのアミン捕捉モノマーは、式IIbであり、   When the variable n is equal to 1, the amine capture monomer of formula II is formula IIb

Figure 0005113188
Figure 0005113188

得られた高分子材料は、式Ibのペンダントアミン捕捉基を含有する。   The resulting polymeric material contains a pendant amine capture group of formula Ib.

Figure 0005113188
Figure 0005113188

式Ibのペンダント基を有する高分子材料は、高分子材料の主鎖とアミン捕捉基(即ち、フルオロアルコキシカルボニル基)との間のスペーサー基(即ち、−Q−Y−)を有する。   The polymeric material having a pendant group of formula Ib has a spacer group (ie, -QY-) between the backbone of the polymeric material and the amine capture group (ie, fluoroalkoxycarbonyl group).

式Iのペンダントアミン捕捉基及び式IIのアミン捕捉モノマーは共に、化学式−(CO)OCR(Rのフルオロアルコキシカルボニル基を含有し、式中、Rは、水素、フルオロ、アルキル、又は低級フルオロアルキルから選択され、それぞれのRは、低級フルオロアルキルから選択される。Rのための好適なアルキル基は、通常、1〜10個、1〜6個、又は1〜4個の炭素原子を有する。R及びRのための好適な低級フルオロアルキル基は、通常、1〜4個の炭素原子を有する。幾つかの代表的な低級フルオロアルキル基は、−CHF又は−CFなどの1個の炭素原子を有する。 Both the pendant amine capture group of formula I and the amine capture monomer of formula II contain a fluoroalkoxycarbonyl group of formula — (CO) OCR 1 (R 2 ) 2 , where R 1 is hydrogen, fluoro, alkyl , Or lower fluoroalkyl, and each R 2 is selected from lower fluoroalkyl. Suitable alkyl groups for R 1 usually have 1 to 10, 1 to 6, or 1 to 4 carbon atoms. Suitable lower fluoroalkyl groups for R 1 and R 2 usually have 1 to 4 carbon atoms. Some exemplary lower fluoroalkyl groups have one carbon atom, such as —CHF 2 or —CF 3 .

幾つかのモノマー又はペンダント基では、フルオロアルコキシカルボニル基は、−(CO)OCH(CFから選択され、式中、Rは、水素であり、それぞれのRは、−CF又は−(CO)OC(CFであり、式中、R及びそれぞれのRは、−CFである。その他の代表的なモノマー及びペンダント基では、フルオロアルコキシカルボニル基は、−(CO)OCF(CFから選択され、式中、Rは、フルオロであり、Rは、−CFである。 In some monomers or pendant groups, the fluoroalkoxycarbonyl group is selected from — (CO) OCH (CF 3 ) 2 , where R 1 is hydrogen and each R 2 is —CF 3 or - (CO) OC (CF 3 ) 3, and wherein, R 1 and each R 2 is -CF 3. In other exemplary monomers and pendant groups, the fluoroalkoxycarbonyl group is selected from — (CO) OCF (CF 3 ) 2 , where R 1 is fluoro and R 2 is —CF 3 is there.

基Qは、化学式−(CO)O−のカルボニルオキシ基あるいは化学式−(CO)−NR−のカルボニルイミノ基のいずれかであり、式中、Rは、水素、アルキル、アリール、又はアラルキルから選択される。Rのための好適なアルキル基は、多くの場合、1〜10個、1〜6個、又は1〜4個の炭素原子を有する。代表的なアリールR基は、フェニルである。代表的なアラルキルR基は、フェニルで置換された1〜10個の炭素原子を有するアルキル、フェニルで置換された1〜6個の炭素原子を有するアルキル、又はフェニルで置換された1〜4個の炭素原子を有するアルキルが挙げられるが、これらに限定されない。 The group Q is either a carbonyloxy group of formula-(CO) O- or a carbonylimino group of formula-(CO) -NR 3- , wherein R 3 is hydrogen, alkyl, aryl, or aralkyl. Selected from. Suitable alkyl groups for R 3 often have 1 to 10, 1 to 6, or 1 to 4 carbon atoms. An exemplary aryl R 3 group is phenyl. Exemplary aralkyl R 3 groups are alkyl having 1-10 carbon atoms substituted with phenyl, alkyl having 1-6 carbon atoms substituted with phenyl, or 1-4 substituted with phenyl. Examples include, but are not limited to, alkyl having 1 carbon atom.

Yは、アルキレン、ヘテロアルキレン、アリーレン、又はこれらの組み合わせを含む二価の基である。基Yは、任意に、カルボニル、カルボニルオキシ、カルボニルイミノ、オキシ、チオ、−NR−、又はこれらの組み合わせを更に含むことができる。基Rは、水素、アルキル、アリール、又はアラルキルから選択される。基Yは、通常、ペルオキシ(即ち、−O−O−)連鎖を含有しない。 Y is a divalent group including alkylene, heteroalkylene, arylene, or a combination thereof. The group Y can optionally further comprise carbonyl, carbonyloxy, carbonylimino, oxy, thio, —NR 3 —, or combinations thereof. The group R 3 is selected from hydrogen, alkyl, aryl, or aralkyl. The group Y usually does not contain a peroxy (ie —O—O—) linkage.

幾つかの実施形態では、基Yは、アルキレンであることができるか、若しくは基Yは、第一のアルキレンと、それに結合された、ヘテロアルキレン、アリーレン、第2のアルキレン、カルボニル、カルボニルオキシ、オキシ、チオ、−NR−、又はこれらの組み合わせから選択される少なくとも1つの他の基を含むことができる。その他の実施形態では、基Yは、ヘテロアルキレンであることができるか、若しくは基Yは、第一のヘテロアルキレンと、それに結合された、アリーレン、アルキレン、第2のヘテロアルキレン、カルボニル、カルボニルオキシ、オキシ、チオ、−NR−、又はこれらの組み合わせから選択される少なくとも1つの他の基を含むことができる。更にその他の実施形態では、基Yは、アリーレンであることができるか、若しくは基Yは、第1のアリーレンと、それに結合された、アルキレン、ヘテロアルキレン、第2のアリーレン、カルボニル、カルボニルオキシ、オキシ、チオ、−NR−、又はこれらの組み合わせから選択される少なくとも1つの他の基を含むことができる。 In some embodiments, the group Y can be alkylene, or the group Y can be a first alkylene and a heteroalkylene, arylene, second alkylene, carbonyl, carbonyloxy, attached thereto. It can include at least one other group selected from oxy, thio, —NR 3 —, or combinations thereof. In other embodiments, the group Y can be heteroalkylene or the group Y can be a first heteroalkylene and an arylene, alkylene, second heteroalkylene, carbonyl, carbonyloxy bonded thereto. , Oxy, thio, —NR 3 —, or a combination thereof can include at least one other group. In still other embodiments, the group Y can be arylene or the group Y can be the first arylene and the alkylene, heteroalkylene, second arylene, carbonyl, carbonyloxy, attached thereto. It can include at least one other group selected from oxy, thio, —NR 3 —, or combinations thereof.

幾つかの代表的なペンダントアミン捕捉基は、式Icに示されるように、アルキレン基Yを有する。   Some exemplary pendant amine capture groups have an alkylene group Y, as shown in Formula Ic.

Figure 0005113188
Figure 0005113188

式Icでは、変数pは、1〜20の整数である。代表的な化合物には、pが15以下、10以下、8以下、6以下、4以下、3以下、又は2以下の整数であるものが挙げられる。このようなペンダント基は、例えば、式IIcのアミン捕捉モノマーを含有する反応混合物のフリーラジカル重合から提供され得る。   In the formula Ic, the variable p is an integer of 1-20. Representative compounds include those where p is an integer of 15 or less, 10 or less, 8 or less, 6 or less, 4 or less, 3 or less, or 2 or less. Such pendant groups can be provided, for example, from free radical polymerization of reaction mixtures containing amine capture monomers of formula IIc.

Figure 0005113188
Figure 0005113188

基R、R、及びRは、式I及びIIについて前に記載されたものと同一である。 The groups R 1 , R 2 , and R 4 are the same as those previously described for formulas I and II.

その他の代表的なペンダントアミン捕捉基は、式Id又はIeに示されるように、ヘテロアルキレン基Yを有することができる。   Other exemplary pendant amine capture groups can have a heteroalkylene group Y, as shown in Formula Id or Ie.

Figure 0005113188
Figure 0005113188

式Id又はIeでは、それぞれの変数pは独立して、1〜20の整数であり、Dは、オキシ、チオ、又は−NH−である。代表的な化合物には、pが15以下、10以下、8以下、6以下、4以下、3以下、又は2以下の整数であるものが挙げられる。このようなペンダント基は、例えば、式IId又はIIeのアミン捕捉モノマーを含有する反応混合物のフリーラジカル重合から提供され得る。   In formula Id or Ie, each variable p is independently an integer from 1 to 20, and D is oxy, thio, or —NH—. Representative compounds include those where p is an integer of 15 or less, 10 or less, 8 or less, 6 or less, 4 or less, 3 or less, or 2 or less. Such pendant groups can be provided, for example, from free radical polymerization of reaction mixtures containing amine capture monomers of formula IId or IIe.

Figure 0005113188
Figure 0005113188

基R、R、及びRは、式I及びIIについて前に記載されたものと同一である。 The groups R 1 , R 2 , and R 4 are the same as those previously described for formulas I and II.

式Iのその他の代表的なペンダントアミン捕捉基において、Yは、カルボニル、カルボニルオキシ、カルボニルイミノ、オキシ、チオ、又は−NR−から選択される基によって、第2のアルキレン又は第1のヘテロアルキレン基に連結される第1のアルキレンを含む。追加のアルキレン又はヘテロアルキレン基は、カルボニル、カルボニルオキシ、カルボニルイミノ、オキシ、チオ、又は−NR−から選択された基によって、第2のアルキレン又は第1のヘテロアルキレン基に連結されることができる。式Iの更にその他の代表的なペンダントアミン捕捉基において、Yは、カルボニル、カルボニルオキシ、カルボニルイミノ、オキシ、チオ、又は−NR−から選択される基によって、第2のヘテロアルキレン又は第1のアルキレン基に連結される第1のヘテロアルキレンを含む。追加のアルキレン又はヘテロアルキレン基は、カルボニル、カルボニルオキシ、カルボニルイミノ、オキシ、チオ、又は−NR−から選択された基によって、第2のアルキレン又は第1のヘテロアルキレン基に連結されることができる。 In other exemplary pendant amine capture groups of Formula I, Y is a second alkylene or first hetero, depending on a group selected from carbonyl, carbonyloxy, carbonylimino, oxy, thio, or —NR 3 —. Includes a first alkylene linked to an alkylene group. The additional alkylene or heteroalkylene group may be linked to the second alkylene or first heteroalkylene group by a group selected from carbonyl, carbonyloxy, carbonylimino, oxy, thio, or —NR 3 —. it can. In yet other exemplary pendant amine capture groups of formula I, Y is a second heteroalkylene or first group, depending on a group selected from carbonyl, carbonyloxy, carbonylimino, oxy, thio, or —NR 3 —. Including a first heteroalkylene linked to the alkylene group. The additional alkylene or heteroalkylene group may be linked to the second alkylene or first heteroalkylene group by a group selected from carbonyl, carbonyloxy, carbonylimino, oxy, thio, or —NR 3 —. it can.

例えば、ペンダントアミン捕捉基は、式If、Ig、又はIhであることができる。   For example, the pendant amine capture group can be of formula If, Ig, or Ih.

Figure 0005113188
Figure 0005113188

式If、Ig、及びIhでは、それぞれのDは独立して、オキシ、チオ、又は−NH−であり、mは、1〜15の整数であり、kは、2〜4の整数であり、pは、1〜20の整数である。代表的な化合物には、pが15以下、10以下、8以下、6以下、4以下、3以下、又は2以下の整数であり、mが10以下、5以下、2以下、1以下であるものが挙げられる。このようなペンダントアミン捕捉基は、例えば、式IIf、IIg、又はIIhのアミン捕捉モノマーを含有する反応混合物のフリーラジカル重合から提供され得る。   In formulas If, Ig, and Ih, each D is independently oxy, thio, or —NH—, m is an integer from 1 to 15, k is an integer from 2 to 4, p is an integer of 1-20. In typical compounds, p is an integer of 15 or less, 10 or less, 8 or less, 6 or less, 4 or less, 3 or less, or 2 or less, and m is 10 or less, 5 or less, 2 or less, 1 or less. Things. Such pendant amine capture groups can be provided, for example, from free radical polymerization of reaction mixtures containing amine capture monomers of formula IIf, IIg, or IIh.

Figure 0005113188
Figure 0005113188

基R、R、及びRは、式I及びIIについて前に記載されたものと同一である。多くのこのようなペンダントアミン捕捉基では、kは、2に等しく、Dは、オキシであり、mは、1に等しく、pは、3以下である。 The groups R 1 , R 2 , and R 4 are the same as those previously described for formulas I and II. For many such pendant amine capture groups, k is equal to 2, D is oxy, m is equal to 1, and p is 3 or less.

幾つかの要因が、特定用途のための基Yの選択に影響を与え得る。これらの要因としては、例えば、アミン捕捉モノマー合成の容易さ、存在する場合、アミン捕捉モノマーと架橋モノマーとの相溶性又は反応性、及びアミン捕捉基とアミノ含有材料との反応性又は選択性が挙げられる。例えば、基Yのサイズ及び極性は、アミン捕捉基のアミノ含有材料との反応性に影響を与え得る。即ち、アミン捕捉基の反応性は、基Yの長さ、基Yの組成、又はその両方を変化させることにより変更することができる。同様に、アミン捕捉基のサイズ及び性質が、表面濃度及びアミノ含有材料との反応性に影響を与え得る。所望する場合、アミン捕捉モノマー中の各種の基を選択して、周囲温度にて液体であるモノマーを提供することができる。液体モノマー類は、どちらかと言えば、環境的に望ましい場合のある無溶媒コーティング組成物にて有用である。   Several factors can influence the choice of group Y for a particular application. These factors include, for example, the ease of amine capture monomer synthesis, the compatibility or reactivity of the amine capture monomer with the crosslinking monomer, if any, and the reactivity or selectivity of the amine capture group with the amino-containing material. Can be mentioned. For example, the size and polarity of the group Y can affect the reactivity of the amine capture group with the amino-containing material. That is, the reactivity of the amine capture group can be altered by changing the length of group Y, the composition of group Y, or both. Similarly, the size and nature of amine capture groups can affect surface concentration and reactivity with amino-containing materials. If desired, various groups in the amine capture monomer can be selected to provide monomers that are liquid at ambient temperature. Liquid monomers are useful in solventless coating compositions that may rather be environmentally desirable.

代表的なペンダントアミン捕捉基としては、以下のものが挙げられるが、これらに限定されない。   Representative pendant amine capture groups include, but are not limited to:

Figure 0005113188
Figure 0005113188

これらのペンダントアミン捕捉基を有するポリマーは、それぞれ、以下のアミン捕捉モノマーを含有する反応混合物のフリーラジカル重合から調製され得る。   These polymers with pendant amine capture groups can each be prepared from free radical polymerization of reaction mixtures containing the following amine capture monomers.

Figure 0005113188
Figure 0005113188

当該技術分野において既知のいかなる方法も、式IIのモノマーを調製するために使用され得る。例えば、幾つかのモノマーは、環状無水物とヒドロキシ置換(メタ)アクリレートエステルを反応させることによって調製されることができる。本反応は、カルボキシ基を有する(メタ)アクリレートエステルの形成をもたらす。カルボキシ基は、ハロカルボニル基を有する(メタ)アクリレートエステルを形成するために、塩化チオニルと反応され得る。ハロカルボニル基は、その後、酸受容体の存在下で、化学式HOCR(Rのアルコールと反応され得、式中、R及びRは、上に定義される。あるいは、ハロカルボニル基は、(RCFOと反応され得、それは、その場で形成されたKF及びペルフルオロケトンの付加物である。類似の変換は、nが0に等しい、式IIの化合物を生成するための塩化アクリロイルについて文献に報告されている。 Any method known in the art can be used to prepare the monomer of formula II. For example, some monomers can be prepared by reacting a cyclic anhydride with a hydroxy-substituted (meth) acrylate ester. This reaction results in the formation of a (meth) acrylate ester having a carboxy group. The carboxy group can be reacted with thionyl chloride to form a (meth) acrylate ester having a halocarbonyl group. The halocarbonyl group can then be reacted with an alcohol of formula HOCR 1 (R 2 ) 2 in the presence of an acid acceptor, where R 1 and R 2 are defined above. Alternatively, the halocarbonyl group can be reacted with (R 2 ) 2 CFO K + , which is an adduct of KF and perfluoroketone formed in situ. Similar transformations have been reported in the literature for acryloyl chloride to produce compounds of formula II, where n is equal to 0.

式Iのペンダントアミン捕捉基を含有する高分子材料は、直鎖の、可溶性ポリマーであり得、又は不溶性の、架橋ポリマーであり得る。高分子材料を参照する場合、用語「可溶性」とは、高分子材料が、室温で、水中又は少なくとも1つの有機溶媒中で、少なくとも0.01重量%の量で可溶性であることを意味する。同様に、高分子材料を参照する場合、用語「不溶性」とは、高分子材料が、室温で、水中又は少なくとも1つの有機溶媒中で、少なくとも0.01重量%の量で可溶性でないことを意味する。代表的な有機溶媒としては、アルコール(例えば、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、2−メチル−2−プロパノール、1−ブタノール、及び2−ブタノール)、ニトリル(例えば、アセトニトリル)、アルカン(例えば、シクロヘキサン又はヘキサン)、エーテル(例えば、テトラヒドロフラン及びハイドロフルオロエーテル及びヒドロクロロフルオロエーテルなどのフッ素化エーテル)、ケトン(例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、又はN−メチルピロリドン)、芳香族化合物(例えば、ベンゼン、トルエン、又はキシレン)、エステル(例えば、酢酸エチル)、塩素化炭化水素(例えば、塩素−置換アルカン)、フッ素化炭化水素(例えば、フッ素−置換アルカン)、又はこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。   The polymeric material containing the pendant amine capture group of Formula I can be a linear, soluble polymer, or an insoluble, crosslinked polymer. When referring to a polymeric material, the term “soluble” means that the polymeric material is soluble in an amount of at least 0.01% by weight in water or at least one organic solvent at room temperature. Similarly, when referring to a polymeric material, the term “insoluble” means that the polymeric material is not soluble in water or at least one organic solvent in an amount of at least 0.01% by weight at room temperature. To do. Typical organic solvents include alcohols (eg, methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 2-methyl-2-propanol, 1-butanol, and 2-butanol), nitriles (eg, acetonitrile), alkanes. (Eg, cyclohexane or hexane), ethers (eg, fluorinated ethers such as tetrahydrofuran and hydrofluoroethers and hydrochlorofluoroethers), ketones (eg, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, or N-methylpyrrolidone), aromatic A compound (eg, benzene, toluene, or xylene), an ester (eg, ethyl acetate), a chlorinated hydrocarbon (eg, a chlorine-substituted alkane), a fluorinated hydrocarbon (eg, a fluorine-substituted alkane), or These combinations include, but are not limited to.

直鎖の、可溶性高分子材料は、通常、架橋剤の不在下で合成される。即ち、直鎖の、可溶性高分子材料を調製するために、アミン捕捉モノマーを含有する反応混合物は、通常、架橋剤を含有しない。このような高分子材料を調製するために使用される反応混合物は、多くの場合、モノマー混合物中のモノマーの重量を基準にして、0.1〜100重量%の式IIのアミン捕捉モノマーを含有する。   Linear, soluble polymeric materials are usually synthesized in the absence of a crosslinker. That is, to prepare a linear, soluble polymeric material, reaction mixtures containing amine capture monomers usually do not contain a crosslinker. Reaction mixtures used to prepare such polymeric materials often contain from 0.1 to 100% by weight of the amine capture monomer of formula II, based on the weight of monomers in the monomer mixture. To do.

対照的に、不溶性の、架橋高分子材料は、通常、架橋剤の存在下で重合される。即ち、不溶性の、架橋高分子材料を調製するために、アミン捕捉モノマーを含有する反応混合物はまた、通常、少なくとも2つの(メタ)アクリロイル基を有する架橋剤も含有する。架橋高分子材料を調製する場合、反応混合物は多くの場合、モノマー混合物中のモノマーの重量を基準にして、0.1〜90重量%の式IIのアミン捕捉モノマー及び10〜99.9重量%の架橋モノマーを含有する。   In contrast, insoluble, crosslinked polymeric materials are usually polymerized in the presence of a crosslinking agent. That is, to prepare an insoluble, crosslinked polymeric material, the reaction mixture containing the amine capture monomer also typically contains a crosslinking agent having at least two (meth) acryloyl groups. When preparing a cross-linked polymeric material, the reaction mixture is often 0.1-90 wt% amine capture monomer of Formula II and 10-99.9 wt%, based on the weight of monomers in the monomer mixture. Containing a cross-linking monomer.

不溶性の、架橋高分子材料の調製のための好適な架橋モノマーとしては、ジ(メタ)アクリレート、トリ(メタ)アクリレート、テトラ(メタ)アクリレート、ペンタ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。これらの(メタ)アクリレートは、例えば、アルカンジオール(即ち、2つのヒドロキシ基を有するアルカン置換)、アルカントリオール(即ち、3つのヒドロキシ基を有するアルカン置換)、アルカンテトラオール(即ち、4つのヒドロキシ基を有するアルカン置換)、又はアルカンペンタオール(即ち、5つのヒドロキシ基を有するアルカン置換)と、(メタ)アクリル酸を反応させることによって、形成され得る。   Suitable crosslinking monomers for the preparation of insoluble, crosslinked polymeric materials include di (meth) acrylate, tri (meth) acrylate, tetra (meth) acrylate, penta (meth) acrylate and the like. These (meth) acrylates are, for example, alkanediols (ie, alkane substituted with two hydroxy groups), alkanetriols (ie, alkane substituted with three hydroxy groups), alkanetetraols (ie, four hydroxy groups). Can be formed by reacting (meth) acrylic acid with alkanepentaol (ie, alkane substitution with five hydroxy groups).

代表的な架橋モノマーとしては、1,2−エタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,12−ドデカンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート(例えば、TMPTA−Nの商標名でサーフェス・スペシャルティズ(Surface Specialties)(ジョージア州スミュルナ(Smyrna))から、及びSR−351の商標名でサルトマー(Sartomer)(ペンシルベニア州エクストン(Exton))から市販されている)、ペンタエリスリトールトリアクリレート(例えば、SR−444の商標名でサルトマー(Sartomer)から市販されている)、トリス(2−ヒドロキシエチルイソシアヌレート)トリアクリレート(SR−368の商標名でサルトマー(Sartomer)から市販されている)、ペンタエリスリトールトリアクリレート及びペンタエリスリトールテトラアクリレートの混合物(例えば、サーフェス・スペシャルティズ(Surface Specialties)からPETIA(テトラアクリレート対トリアクリレートを約1:1の比で含む)及びPETA−K(テトラアクリレート対トリアクリレートを約3:1の比で含む)の商標名で市販されている)、ペンタエリスリトールテトラアクリレート(例えば、SR−295の商標名でサルトマー(Sartomer)から市販されている)、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート(例えば、SR−355の商標名でサルトマー(Sartomer)から市販されている)、エトキシル化ペンタエリスリトールテトラアクリレート(例えば、SR−494の商標名でサルトマー(Sartomer)から市販されている)、及びジペンタエリスリトールペンタアクリレート(例えば、SR−399の商標名でサルトマー(Sartomer)から市販されている)が挙げられる。架橋モノマーの混合物を使用することができる。   Typical crosslinking monomers include 1,2-ethanediol di (meth) acrylate, 1,12-dodecanediol di (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, and 1,6-hexanediol. Di (meth) acrylate, trimethylolpropane triacrylate (eg, from Surface Specialties (Smyrna, Ga.) Under the trade name TMPTA-N) and Sartomer under the trade name SR-351. ) (Commercially available from Exton, Pa.), Pentaerythritol triacrylate (eg, commercially available from Sartomer under the trade name SR-444), tris (2-hydroxyethyl isocyanurate) Triacrylate (SR-368 ), A mixture of pentaerythritol triacrylate and pentaerythritol tetraacrylate (e.g., PETIA (tetraacrylate to triacrylate about 1: 1 from Surface Specialties)). ) And PETA-K (commercially available under the trade name of tetraacrylate to triacrylate in a ratio of about 3: 1), pentaerythritol tetraacrylate (e.g., sultomer under the trade name SR-295) (Commercially available from Sartomer), ditrimethylolpropane tetraacrylate (eg, commercially available from Sartomer under the trade name SR-355), ethoxylated pentaerythritol tetraacrylate (eg, SR-49). 4) and dipentaerythritol pentaacrylate (for example, commercially available from Sartomer under the trade name SR-399). Mixtures of crosslinking monomers can be used.

任意の希釈モノマーなどのその他のモノマーは、直鎖の、可溶性高分子材料、あるいは架橋の、不溶性高分子材料のいずれかを調製するために使用される反応混合物に含まれ得る。好適な希釈モノマーは、通常、1つのみの(メタ)アクロイル基を含有し、アミン捕捉基を含有しない、(メタ)アクリレート又は(メタ)アクリルアミドである。   Other monomers, such as optional diluent monomers, can be included in the reaction mixture used to prepare either a linear, soluble polymeric material, or a crosslinked, insoluble polymeric material. Suitable diluent monomers are usually (meth) acrylates or (meth) acrylamides that contain only one (meth) acryloyl group and no amine capture group.

幾つかの代表的な(メタ)アクリレート希釈剤モノマーは、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、第3メタクリル酸ブチル、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、3,3,5−トリメチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−メチルブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、4−メチル−2−ペンチル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、n−デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、イソトリデシル(メタ)アクリレート、及びベヘニル(メタ)アクリレートなどのアルキル(メタ)アクリレートである。   Some representative (meth) acrylate diluent monomers are methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (Meth) acrylate, tertiary butyl methacrylate, n-hexyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, 3,3,5-trimethylcyclohexyl (meth) acrylate, 2-methylbutyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl ( (Meth) acrylate, 4-methyl-2-pentyl (meth) acrylate, n-octyl (meth) acrylate, isooctyl (meth) acrylate, n-decyl (meth) acrylate, isodecyl (meth) acrylate, lauryl (meth) Acrylate, alkyl (meth) acrylates such as isononyl (meth) acrylate, isotridecyl (meth) acrylate, and behenyl (meth) acrylate.

他の代表的な(メタ)アクリレート希釈剤モノマーは、フェニル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、及びベンジル(メタ)アクリレートなどのアリール(メタ)アクリレートである。更に他の代表的な(メタ)アクリレート希釈剤モノマーは、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート及び3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、グリセロール(メタ)アクリレートなどのヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートである。追加の代表的な(メタ)アクリレート希釈剤モノマーは、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレートなどのエーテル含有(メタ)アクリレートである。希釈剤モノマーは、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、2−トリメチルアンモニウムエチル(メタ)アクリレートハロゲン化合物などの含窒素(メタ)アクリレートであることができる。希釈剤モノマーはまた、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジアルキル(メタ)アクリルアミドなどであることができる。   Other exemplary (meth) acrylate diluent monomers are aryl (meth) acrylates such as phenyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, and benzyl (meth) acrylate. Still other representative (meth) acrylate diluent monomers are hydroxy, such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate and 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, glycerol (meth) acrylate, and the like. Alkyl (meth) acrylate. Additional exemplary (meth) acrylate diluent monomers are ether-containing (meth) acrylates such as 2-ethoxyethyl (meth) acrylate, 2-methoxyethyl (meth) acrylate, polyethylene glycol (meth) acrylate, and the like. The diluent monomer is a nitrogen-containing (meth) acrylate such as N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-dimethylaminopropyl (meth) acrylate, or 2-trimethylammoniumethyl (meth) acrylate halogen compound. be able to. The diluent monomer can also be (meth) acrylamide, N, N-dialkyl (meth) acrylamide, and the like.

幾つかの反応混合物は、溶媒を含有する。好適な有機溶媒としては、水、アルコール(例えば、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、2−メチル−2−プロパノール、1−ブタノール、及び2−ブタノール)、ニトリル(例えば、アセトニトリル)、アルカン(例えば、シクロヘキサン又はヘキサン)、エーテル(例えば、テトラヒドロフラン及びハイドロフルオロエーテル及びヒドロクロロフルオロエーテルなどのフッ素化エーテル)、ケトン(例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、又はN−メチルピロリドン)、芳香族化合物(例えば、ベンゼン、トルエン、又はキシレン)、エステル(例えば、酢酸エチル)、塩素化炭化水素(例えば、塩素−置換アルカン)、フッ素化炭化水素(例えば、フッ素−置換アルカン)、又はこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。他の反応混合物は、無溶媒であることができる。代表的な無溶媒反応混合物としては、アミン捕捉モノマーが液体であるもの、又は反応混合物が、溶媒が除去され、コーティングされた組成物であるものが挙げられる。   Some reaction mixtures contain a solvent. Suitable organic solvents include water, alcohols (eg, methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 2-methyl-2-propanol, 1-butanol, and 2-butanol), nitriles (eg, acetonitrile), Alkanes (eg cyclohexane or hexane), ethers (eg fluorinated ethers such as tetrahydrofuran and hydrofluoroethers and hydrochlorofluoroethers), ketones (eg acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone or N-methylpyrrolidone), aromatic Group compounds (eg, benzene, toluene, or xylene), esters (eg, ethyl acetate), chlorinated hydrocarbons (eg, chlorine-substituted alkanes), fluorinated hydrocarbons (eg, fluorine-substituted alkanes), Although combinations thereof, without limitation. Other reaction mixtures can be solvent-free. Exemplary solventless reaction mixtures include those where the amine capture monomer is a liquid or those where the reaction mixture is a coated composition with the solvent removed.

反応混合物は、通常、フリーラジカル重合法を使用して重合される。多くの場合、反応混合物に含まれている反応開始剤が存在する。反応開始剤は、熱反応開始剤、光反応開始剤、又はその両方であることができる。反応開始剤は多くの場合、反応混合物中のモノマー類の重量を基準にして、0.1〜5重量%、0.1〜3重量%、0.1〜2重量%、又は0.1〜1重量%の濃度で使用される。   The reaction mixture is usually polymerized using a free radical polymerization method. In many cases, there is an initiator present in the reaction mixture. The initiator can be a thermal initiator, a photoinitiator, or both. The initiator is often 0.1 to 5%, 0.1 to 3%, 0.1 to 2%, or 0.1 to 0.1% by weight, based on the weight of monomers in the reaction mixture. Used at a concentration of 1% by weight.

熱反応開始剤を反応混合物に加えた場合、架橋ポリマーを室温で(即ち、20〜25℃)又は高温にて形成することができる。重合に必要な温度は、多くの場合、使用される特定の熱反応開始剤に依存する。熱反応開始剤の例としては、有機過酸化物又はアゾ化合物が挙げられる。アゾ化合物は、例えば、デラウエア州ウィルミントン(Wilmington)所在のデュポン(DuPont)から、例えば、VAZO 67などのVAZOの商標名で市販されている。   When a thermal initiator is added to the reaction mixture, the crosslinked polymer can be formed at room temperature (ie, 20-25 ° C.) or at an elevated temperature. The temperature required for the polymerization often depends on the particular thermal initiator used. Examples of the thermal reaction initiator include organic peroxides or azo compounds. Azo compounds are commercially available, for example, from DuPont, Wilmington, Del., Under the trade name VAZO, such as VAZO 67.

光反応開始剤を反応混合物に加えた場合、化学線を組成物がゲル化する又は硬化するまで適用することにより、架橋型高分子材料を形成することができる。好適な化学線としては、赤外線領域、可視領域、紫外線領域、又はこれらの組み合わせの電磁放射線が挙げられる。   When a photoinitiator is added to the reaction mixture, a crosslinkable polymeric material can be formed by applying actinic radiation until the composition gels or hardens. Suitable actinic radiation includes electromagnetic radiation in the infrared region, visible region, ultraviolet region, or combinations thereof.

紫外線領域において好適な光反応開始剤の例としては、ベンゾイン、ベンゾインアルキルエーテル(例えば、ベンゾインメチルエーテル及び、アニソインメチルエーテルのような置換ベンゾインアルキルエーテル)、フェノン(例えば、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノンなどの置換アセトフェノン及び2−メチル2−ヒドロキシプロピオフェノンなどの置換α−ケトール)、ホスフィンオキシド、高分子光反応開始剤などが挙げられるが、これらに限定されない。   Examples of suitable photoinitiators in the ultraviolet region include benzoin, benzoin alkyl ethers (eg, benzoin methyl ether and substituted benzoin alkyl ethers such as anisoin methyl ether), phenones (eg, 2,2-dimethoxy- Substituted acetophenones such as 2-phenylacetophenone and substituted α-ketols such as 2-methyl 2-hydroxypropiophenone), phosphine oxides, polymer photoinitiators, and the like, but are not limited thereto.

市販の光反応開始剤としては、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン(例えば、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(Ciba Specialty Chemicals)からイルガキュア(IRGACURE)1173の商標名で市販されている)、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−ホスフィンオキシド及び2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オンの混合物(例えば、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(Ciba Specialty Chemicals)からダロキュア(DAROCUR)4265の商標名で市販されている)、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン(例えば、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(Ciba Specialty Chemicals)からイルガキュア(IRGACURE)651の商標名で市販されている)、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチル−ペンチルホスフィンオキシド及び1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトンの混合物(例えば、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(Ciba Specialty Chemicals)からイルガキュア(IRGACURE)1800の商標名で市販されている)、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチル−ペンチルホスフィンオキシドの混合物(例えば、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(Ciba Specialty Chemicals)からイルガキュア(IRGACURE)1700の商標名で市販されている)2−メチル−、1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパン−1−オン(例えば、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(Ciba Specialty Chemicals)からイルガキュア(IRGACURE)907の商標名で市販されている)、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン(例えば、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(Ciba Specialty Chemicals)からイルガキュア(IRGACURE)184の商標名で市販されている)、2−ベンジル−2−(ジメチルアミノ)−1−[4−(4−モルホリニル)フェニル]−1−ブタノン(例えば、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(Ciba Specialty Chemicals)からイルガキュア(IRGACURE)369の商標名で市販されている)、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキシド(例えば、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(Ciba Specialty Chemicals)からイルガキュア(IRGACURE)819の商標名で市販されている)、エチル−2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィネート(例えば、BASF(ノースカロライナ州シャーロット(Charlotte))からルシリン(LUCIRIN)TPO−Lの商標名で市販されている)、及び2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド(例えば、BASF(ノースカロライナ州シャーロット(Charlotte))からルシリン(LUCIRIN)TPOの商標名で市販されている)が挙げられるが、これらに限定されない。   Commercially available photoinitiators include 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one (eg, commercially available from Ciba Specialty Chemicals under the trade name IRGACURE 1173). A mixture of 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphine oxide and 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one (for example, Ciba Specialty Chemicals). Commercially available under the trade name DAROCUR 4265), 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one (eg, Ciba Specialty Chemicals, IRGACURE). ) (Commercially available under the trade name 651), bis (2,6-dimethoxy) A mixture of benzoyl) -2,4,4-trimethyl-pentylphosphine oxide and 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone (for example, commercially available from Ciba Specialty Chemicals under the trade name IRGACURE 1800) ), A mixture of bis (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethyl-pentylphosphine oxide (eg, trade name of IRGACURE 1700 from Ciba Specialty Chemicals) 2-methyl-1,1 [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one (eg, IRGACURE 907 trademark from Ciba Specialty Chemicals) Marketed by name), 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone (for example, commercially available from Ciba Specialty Chemicals under the trade name IRGACURE 184), 2-benzyl-2- (dimethylamino) -1 -[4- (4-morpholinyl) phenyl] -1-butanone (commercially available from Ciba Specialty Chemicals under the trade name IRGACURE 369), bis (2,4,4 6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide (commercially available from Ciba Specialty Chemicals under the trade name IRGACURE 819), ethyl-2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine (Eg BASF (North Carolina) Commercially available under the trade name LUCIRIN TPO-L) from Charlotte, Ind.), And 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide (eg BASF (Charlotte, NC)) Such as, but not limited to, the commercial name of LUCIRIN TPO).

可視領域にて用いるのに好適な光反応開始剤は、多くの場合、電子供与体、及びヨードニウム塩などの電子受容体、並びにα−ジケトンなどの可視光感作性化合物を含む。かかる光反応開始剤は、例えば、米国特許公開公報第2005/0113477号(オクスマン(Oxman)ら)、及び米国特許公開公報第2005/0070627号(ファルサフィ(Falsafi)ら)、並びに米国特許第6,765,036号(デデ(Dede)ら)にて更に記載されている。   Suitable photoinitiators for use in the visible region often include electron donors and electron acceptors such as iodonium salts and visible light sensitizing compounds such as α-diketones. Such photoinitiators include, for example, US Patent Publication No. 2005/0113477 (Oxman et al.) And US Patent Publication No. 2005/0070627 (Falsafi et al.), And US Pat. 765,036 (Dede et al.).

直鎖かつ可溶性、又は架橋かつ不溶性であり得る、得られた高分子材料は、フルオロアルコキシカルボニル基を含むペンダントアミン捕捉基を有する。ペンダントアミン捕捉基のフルオロアルコキシカルボニル基は、以下の反応スキームAに示されるように、一級アミノ含有材料又は二級アミノ含有材料との求核置換反応を行うことができる。   The resulting polymeric material, which can be linear and soluble, or cross-linked and insoluble, has a pendant amine capture group containing a fluoroalkoxycarbonyl group. The fluoroalkoxycarbonyl group of the pendant amine capture group can undergo a nucleophilic substitution reaction with a primary amino-containing material or a secondary amino-containing material as shown in Reaction Scheme A below.

Figure 0005113188
Figure 0005113188

求核置換反応の生成物は、化学式HO−CR(Rのアルコール、並びに式IIIのペンダント基を含む。式IIIのペンダント基は、化学式−(CO)−NR−のカルボニルイミノ基を含有する。式IIIのカルボニルイミノ含有ペンダント基の形成は、高分子材料へのアミノ含有材料の結合をもたらす。 The product of the nucleophilic substitution reaction comprises an alcohol of formula HO—CR 1 (R 2 ) 2 as well as a pendant group of formula III. The pendant group of formula III contains a carbonylimino group of formula-(CO) -NR 5- . Formation of a carbonylimino-containing pendant group of formula III results in attachment of the amino-containing material to the polymeric material.

反応スキームAでは、NHR−Tは、一級アミノ含有材料又は二級アミノ含有材料のための式を示す。基Rは、水素、アルキル、又は環状構造の一部から選択される。基Tは、アミノ基(−NHR)不在のアミノ含有材料の残基に等しい。アミノ基は、多くの場合、アミノ含有材料中のアルキレン基に結合する。化学式NHR−Tによって示され得る好適なアミノ含有材料としては、アミノ含有検体、アミノ酸、DNA、RNA、タンパク質、細胞、組織、細胞小器官、免疫グロブリン、又はそのフラグメントが挙げられるが、これらに限定されない。 In reaction Scheme A, NHR 5 -T indicates an expression for the primary amino-containing material or secondary amino-containing material. The group R 5 is selected from hydrogen, alkyl, or part of a cyclic structure. The group T is equal to the residue of the amino-containing material in the absence of the amino group (—NHR 5 ). The amino group is often attached to an alkylene group in the amino-containing material. Suitable amino-containing materials that can be represented by the chemical formula NHR 5 -T include amino-containing analytes, amino acids, DNA, RNA, proteins, cells, tissues, organelles, immunoglobulins, or fragments thereof. It is not limited.

アミノ含有材料が複数個の一級アミノ基、二級アミノ基、又はこれらの組み合わせを有する場合、複数個のアミノ基は、式Iの多数のペンダントアミン捕捉基と反応させることができる。したがって、複数個のアミン捕捉基を有する高分子材料は、単一のアミノ含有材料に付着される1つ以上のペンダント基を有し得る。同様に、多数のアミン捕捉基を有する高分子材料は、多数のアミノ含有材料と反応され得る。これらのアミノ含有材料は、単一又は多数のアミノ基を有し得る。   Where the amino-containing material has a plurality of primary amino groups, secondary amino groups, or combinations thereof, the plurality of amino groups can be reacted with a number of pendant amine capture groups of Formula I. Thus, a polymeric material having multiple amine capture groups can have one or more pendant groups attached to a single amino-containing material. Similarly, polymeric materials having multiple amine capture groups can be reacted with multiple amino-containing materials. These amino-containing materials can have single or multiple amino groups.

幾つかの実施形態では、高分子材料のペンダントアミン捕捉基の一部のみがアミノ含有材料と反応される。即ち、フルオロアルコキシカルボニル基を含有する過剰のペンダントアミン捕捉基がある。過剰のペンダントアミン捕捉基が望ましい可能性があり、存在し得る任意のアミノ含有材料の捕捉に有利に作用する傾向がある。アミノ含有材料と反応させる前の高分子材料のように、部分的に反応した高分子材料は、直鎖又は架橋であり得る。   In some embodiments, only a portion of the pendant amine capture group of the polymeric material is reacted with the amino-containing material. That is, there are excess pendant amine capture groups containing fluoroalkoxycarbonyl groups. Excess pendant amine capture groups may be desirable and tend to favor the capture of any amino-containing material that may be present. The partially reacted polymeric material, such as the polymeric material prior to reacting with the amino-containing material, can be linear or cross-linked.

更に具体的には、部分的に反応した高分子材料は、(a)フルオロアルコキシカルボニル基を含有する、式Iの第1のペンダントアミン捕捉基と、   More specifically, the partially reacted polymeric material comprises: (a) a first pendant amine capture group of formula I that contains a fluoroalkoxycarbonyl group;

Figure 0005113188
Figure 0005113188

(b)式IIIのカルボニルイミノ含有ペンダント基とを含む、ペンダント基の混合物を含む。   (B) including a mixture of pendant groups, including carbonylimino-containing pendant groups of Formula III.

Figure 0005113188
Figure 0005113188

カルボニルイミノ含有ペンダント基は、一級アミノ含有材料又は二級アミノ含有材料との、式Iの第2のペンダントアミン捕捉基の反応生成物である。変数n及び基Q、Y、R、R、R、及びTは、前述で定義されたものと同一である。 A carbonylimino-containing pendant group is the reaction product of a second pendant amine capture group of formula I with a primary or secondary amino-containing material. The variable n and the groups Q, Y, R 1 , R 2 , R 5 , and T are the same as defined above.

式Iに従い、ペンダントフルオロアルコキシカルボニル基は、通常、N−ヒドロキシスクシンイミドの誘導体と比較して、改善された加水分解安定性を有し、それは、アミノ含有材料と反応させるための既知の基である。式Iのペンダントアミン捕捉基の改善された加水分解安定性のため、高分子材料は、通常、水性系において使用され得る。アミノ含有材料と、式Iのペンダントアミン捕捉基のフルオロアルコキシカルボニル基との反応速度は、通常、フルオロアルコキシカルボニル基の加水分解速度より速い。即ち、アミノ含有材料の結合は、加水分解反応よりも高速で起こる。付着したアミノ含有材料は、共有カルボニルイミノ結合の形成のため、容易に置換されない。   According to Formula I, pendant fluoroalkoxycarbonyl groups usually have improved hydrolytic stability compared to derivatives of N-hydroxysuccinimide, which is a known group for reacting with amino-containing materials. . Due to the improved hydrolytic stability of the pendant amine capture group of formula I, polymeric materials can usually be used in aqueous systems. The reaction rate of the amino-containing material with the fluoroalkoxycarbonyl group of the pendant amine capture group of formula I is usually faster than the hydrolysis rate of the fluoroalkoxycarbonyl group. That is, the binding of the amino-containing material occurs faster than the hydrolysis reaction. The attached amino-containing material is not easily displaced due to the formation of a covalent carbonylimino bond.

式Iのペンダントアミン捕捉基を有する高分子材料は、基材上で配置され得る。高分子材料が基材上に配置され、アミノ含有材料がペンダントアミン捕捉基と反応することによって、高分子材料に付着される場合、アミノ含有材料は、基材上で固定化される。   A polymeric material having a pendant amine capture group of Formula I can be disposed on a substrate. When the polymeric material is disposed on the substrate and the amino-containing material is attached to the polymeric material by reacting with a pendant amine capture group, the amino-containing material is immobilized on the substrate.

高分子材料が直鎖の、可溶性ポリマーである場合、高分子材料は、多くの場合、基材の表面上での配置前に調製される。即ち、基材へのアミノ含有材料を固定化する方法は、基材を提供する工程と、基材の表面上に高分子材料を配置する工程であって、式中、高分子材料は、フルオロアルコキシカルボニル基を含む、式Iのペンダントアミン捕捉基を有する。   If the polymeric material is a linear, soluble polymer, the polymeric material is often prepared prior to placement on the surface of the substrate. That is, the method for immobilizing an amino-containing material on a substrate includes a step of providing a substrate and a step of disposing a polymer material on the surface of the substrate, wherein the polymer material is a fluoropolymer. It has a pendant amine capture group of formula I that contains an alkoxycarbonyl group.

Figure 0005113188
Figure 0005113188

変数n及び基Q、Y、R、及びRは、前述で定義されたものと同一である。方法は、高分子材料へのアミノ含有基の結合をもたらす、ペンダントアミン捕捉基のフルオロアルコキシカルボニル基と、アミノ含有材料を反応させる工程を更に含む。 The variable n and the groups Q, Y, R 1 and R 2 are the same as defined above. The method further includes reacting the amino-containing material with a fluoroalkoxycarbonyl group of a pendant amine capture group that results in attachment of the amino-containing group to the polymeric material.

高分子材料が架橋の、不溶性ポリマーである場合、高分子材料は、通常、重合される一方、基材と接触する。更に具体的には、基材にアミノ含有材料を固定化する方法は、基材を提供する工程と、基材の表面上に反応混合物を配置する工程とを含む。反応混合物は、(a)フルオロアルコキシカルボニル基を含む、式IIのアミン捕捉モノマーと、   When the polymeric material is a cross-linked, insoluble polymer, the polymeric material is typically polymerized while in contact with the substrate. More specifically, a method for immobilizing an amino-containing material on a substrate includes the steps of providing a substrate and placing a reaction mixture on the surface of the substrate. The reaction mixture comprises (a) an amine capture monomer of formula II containing a fluoroalkoxycarbonyl group;

Figure 0005113188
Figure 0005113188

(b)少なくとも2つの(メタ)クリロイル基を含む、架橋モノマーとを含む。式IIでは、変数n及び基Q、Y、R、R、及びRは、前述で定義されたものと同一である。本方法は、反応混合物を硬化させ、ペンダントアミン捕捉基を有する架橋された高分子材料を形成させる工程と、一級又は二級アミノ含有材料とペンダントアミン捕捉基のフルオロアルコキシカルボニル基を反応させる工程とを更に含む。本反応は、求核置換反応によって、高分子材料へのアミノ含有材料の結合をもたらす。 (B) a crosslinking monomer containing at least two (meth) acryloyl groups. In formula II, the variable n and the groups Q, Y, R 1 , R 2 , and R 4 are the same as defined above. The method includes curing the reaction mixture to form a crosslinked polymeric material having pendant amine capture groups, reacting a primary or secondary amino-containing material with a fluoroalkoxycarbonyl group of the pendant amine capture group; Is further included. This reaction results in the binding of the amino-containing material to the polymeric material by a nucleophilic substitution reaction.

固定化する方法は、基材及び基材の表面上に配置される部分的に反応した高分子材料を含む物品の形成をもたらし得る。部分的に反応した高分子材料は、(a)式Iの第1のフルオロアルコキシカルボニル基と、(b)式IIIのカルボニルイミノ含有ペンダント基を含むペンダント基の混合物を含む。   The method of immobilization can result in the formation of an article comprising a substrate and a partially reacted polymeric material disposed on the surface of the substrate. The partially reacted polymeric material comprises a mixture of pendant groups comprising (a) a first fluoroalkoxycarbonyl group of formula I and (b) a carbonylimino-containing pendant group of formula III.

幾つかの実施形態では、反応混合物は、基材の表面を湿潤し、得られた架橋型高分子材料は、基材の表面に粘着する。架橋型高分子材料は、ポリマー上の反応性基と基材の表面上の相補的な基との間で共有結合を形成することなく接着する。むしろ、ポリマーは基材上の表面欠陥と連結することによって接着する。   In some embodiments, the reaction mixture wets the surface of the substrate and the resulting cross-linked polymeric material adheres to the surface of the substrate. The crosslinked polymeric material adheres without forming a covalent bond between the reactive group on the polymer and the complementary group on the surface of the substrate. Rather, the polymer adheres by joining with surface defects on the substrate.

架橋型高分子材料は、基材上に模様化され得る。即ち、反応混合物は、基材の表面へ適用され得る。模様は、テキスト、模様、像、などの形態であることができる。例えば、模様は、ドット、正方形、長方形、円形、線、又は波(例えば、方形波、正弦波、又はのこぎり波)の形態であることができる。   The cross-linked polymeric material can be patterned on the substrate. That is, the reaction mixture can be applied to the surface of the substrate. The pattern can be in the form of text, pattern, image, and the like. For example, the pattern can be in the form of a dot, square, rectangle, circle, line, or wave (eg, square wave, sine wave, or sawtooth wave).

模様化された架橋型高分子材料の1つの形成方法として、反応混合物の模様をスクリーン印刷、ジェット印刷(例えば、スプレージェット、バルブジェット、又はインクジェット印刷)などによって基材の表面上に配置することが挙げられる。ジェット印刷のための有用な装置が、例えば、米国特許第6,513,897号(トキエ(Tokie))及び米国特許第6,883,908 B2号(ヤング(Young)ら)に記載されている。模様を基材の表面へ適用後、反応混合物を硬化することができる。例えば、反応混合物は、熱反応開始剤が反応混合物中に含まれる場合には加熱することにより、又は光反応開始剤が反応混合物中に含まれる場合には化学線を適用することにより硬化することができる。   One method of forming a patterned cross-linked polymeric material is to place a pattern of the reaction mixture on the surface of the substrate by screen printing, jet printing (eg, spray jet, valve jet, or ink jet printing), etc. Is mentioned. Useful devices for jet printing are described, for example, in US Pat. No. 6,513,897 (Tokie) and US Pat. No. 6,883,908 B2 (Young et al.). . After applying the pattern to the surface of the substrate, the reaction mixture can be cured. For example, the reaction mixture may be cured by heating if a thermal initiator is included in the reaction mixture or by applying actinic radiation if a photoinitiator is included in the reaction mixture. Can do.

模様化された架橋型高分子材料の別の形成方法として、反応混合物の層を基材上へ形成する工程と、反応混合物の第1の部分を硬化して、基材上へ架橋型高分子材料の模様を形成する工程と、硬化しなかった反応混合物の第2の部分を除去する工程とが挙げられる。基材上の反応混合物の層は、例えば、ブラシコーティング、スプレーコーティング、グラビアコーティング、転写ロールコーティング、ナイフコーティング、カーテンコーティング、ワイヤコーティング、及びドクターブレードコーティングなどの任意の好適な手法を使用して調製可能である。   As another method for forming a patterned cross-linked polymer material, a step of forming a layer of a reaction mixture on a substrate, a first portion of the reaction mixture is cured, and a cross-linkable polymer is formed on the substrate. A step of forming a pattern of the material, and a step of removing the second portion of the reaction mixture that has not been cured. The layer of reaction mixture on the substrate is prepared using any suitable technique such as, for example, brush coating, spray coating, gravure coating, transfer roll coating, knife coating, curtain coating, wire coating, and doctor blade coating. Is possible.

反応混合物の一部を重合する一方法は、光反応開始剤を反応混合物中で使用すること及びマスクを使用することを含む。マスクは、開口部の模様を含有し、かつ反応混合物の層と化学線供給源との間に配置されることができる。化学線は、マスクの開口部を貫通することができる。化学線に晒された際に、マスクの開口部に対応する反応混合物層の第1の部分は重合することができ、かつマスクによって化学線からブロックされた反応混合物層の第2の部分は、未硬化又は未反応で残存する。即ち、未硬化反応混合物は、ゲル化又は硬化せず、架橋型高分子材料を形成しないモノマー組成物である。未硬化反応混合物は、式IIのモノマー、架橋モノマー、及びあらゆる任意の希釈剤モノマーに好適な溶剤を使用して除去できる。溶媒は、通常、広範囲な架橋故に、硬化済架橋型高分子材料を溶解しない。このため、架橋型高分子材料の模様を基材表面に残したまま、未硬化反応性混合物を除去することができる。   One method of polymerizing a portion of the reaction mixture includes using a photoinitiator in the reaction mixture and using a mask. The mask contains an opening pattern and can be placed between the layer of reaction mixture and the source of actinic radiation. Actinic radiation can penetrate the openings in the mask. When exposed to actinic radiation, the first portion of the reaction mixture layer corresponding to the opening of the mask can polymerize and the second portion of the reaction mixture layer blocked from actinic radiation by the mask is It remains uncured or unreacted. That is, the uncured reaction mixture is a monomer composition that does not gel or cure and does not form a cross-linked polymeric material. The uncured reaction mixture can be removed using a solvent suitable for the monomer of formula II, the crosslinking monomer, and any optional diluent monomer. The solvent typically does not dissolve the cured cross-linked polymeric material due to extensive cross-linking. For this reason, the uncured reactive mixture can be removed while the pattern of the cross-linked polymer material remains on the surface of the substrate.

未反応反応混合物を除去するための好適な溶媒としては、水、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、酢酸エチル、トルエン、アセトン、メチルエチルケトン、イソプロパノール、N−メチルピロリドン、塩素化及びフッ素化炭化水素、フッ素化エーテル、又はこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。架橋型高分子材料は、通常、これらの溶媒に不溶性である。   Suitable solvents for removing the unreacted reaction mixture include water, acetonitrile, tetrahydrofuran, ethyl acetate, toluene, acetone, methyl ethyl ketone, isopropanol, N-methylpyrrolidone, chlorinated and fluorinated hydrocarbons, fluorinated ethers, or These combinations are included, but are not limited to these. Crosslinked polymeric materials are usually insoluble in these solvents.

本模様化法に好適なマスクとしては、高分子材料(例えば、ポリエチレンテレフタレート又はポリエチレンナフタレートなどのポリエステル、ポリイミド、ポリカーボネート、又はポリスチレン)、金属箔材料(例えば、ステンレス鋼、その他の鋼鉄類、アルミニウム、又は銅)、紙、織布又は不織布布地材料、又はこれらの組み合わせが挙げられる。高分子マスク及びこれらマスクの開口部は、更に米国特許第6,897,164 B2号(ボーデ(Baude)ら)に記載されている。マスクの開口部は、任意の好適な寸法であることができる。   Suitable masks for this patterning method include polymeric materials (eg, polyesters such as polyethylene terephthalate or polyethylene naphthalate, polyimide, polycarbonate, or polystyrene), metal foil materials (eg, stainless steel, other steels, aluminum Or copper), paper, woven or non-woven fabric material, or combinations thereof. Polymer masks and openings in these masks are further described in US Pat. No. 6,897,164 B2 (Baude et al.). The opening of the mask can be any suitable dimension.

アミノ含有材料の固定化のための基材は、任意の有用な形態を有することができ、フィルム、シート、膜、フィルター、不織布繊維又は織布繊維、中空又は固体ビーズ、ボトル、プレート、チューブ、ロッド、パイプ、又はウェハが挙げられるが、これらに限定されない。基材は、多孔質又は非多孔質、剛性又は可撓性、透明又は不透明、無色又は有色、及び反射性又は非反射性であることができる。基材は、平坦な又は比較的平坦な表面を有することができ、あるいはウエル、ギザギザ、チャネル、バンプなどの質感を有することができる。基材は、単層又は多層の材料を有することができる。好適な基材材料としては、例えば、高分子材料、ガラス、セラミック、金属、金属酸化物、水和金属酸化物、又はこれらの組み合わせが挙げられる。   The substrate for immobilization of the amino-containing material can have any useful form, such as a film, sheet, membrane, filter, nonwoven or woven fiber, hollow or solid beads, bottle, plate, tube, Examples include, but are not limited to, rods, pipes, or wafers. The substrate can be porous or non-porous, rigid or flexible, transparent or opaque, colorless or colored, and reflective or non-reflective. The substrate can have a flat or relatively flat surface, or can have a texture such as wells, jagged, channels, bumps, and the like. The substrate can have a single layer or multiple layers of material. Suitable substrate materials include, for example, polymeric materials, glass, ceramics, metals, metal oxides, hydrated metal oxides, or combinations thereof.

好適な高分子基材材料としては、ポリオレフィン(例えば、ポリエチレン及びポリプロピレン)、ポリスチレン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリオキシメチレン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、フェノール樹脂、ポリアミン、アミノエポキシ樹脂、ポリエステル、シリコーン、セルロース系ポリマー、多糖類、又はこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。   Suitable polymeric substrate materials include polyolefins (eg, polyethylene and polypropylene), polystyrene, polyacrylate, polymethacrylate, polyacrylonitrile, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride, polyoxymethylene, polycarbonate, polyamide, polyimide, Examples include, but are not limited to, polyurethanes, phenolic resins, polyamines, amino epoxy resins, polyesters, silicones, cellulosic polymers, polysaccharides, or combinations thereof.

好適なガラス及びセラミック基材材料としては、例えば、シリコン、アルミニウム、鉛、ホウ素、リン、ジルコニウム、マグネシウム、カルシウム、ヒ素、ガリウム、チタン、銅、又はこれらの組み合わせを挙げることができる。ガラスは、通常、様々な種類のケイ酸塩含有材料を含む。   Suitable glass and ceramic substrate materials can include, for example, silicon, aluminum, lead, boron, phosphorus, zirconium, magnesium, calcium, arsenic, gallium, titanium, copper, or combinations thereof. Glass typically includes various types of silicate-containing materials.

幾つかの実施形態では、基材は、米国特許第6,696,157 B1号(デヴィッド(David)ら)にて開示されているように、ダイヤモンド類似ガラス層を含む。ダイヤモンド類似ガラスは、炭素、ケイ素、及び水素、酸素、フッ素、イオウ、チタン、又は銅から選択される1つ以上の元素を含む非晶質材料である。幾つかのダイヤモンド類似ガラス材料は、プラズマ法を使用してテトラメチルシラン前駆体から形成される。更に酸素プラズマ中で処理され、表面上のシラノール濃度を制御するための疎水性材料を生成することができる。   In some embodiments, the substrate comprises a diamond-like glass layer, as disclosed in US Pat. No. 6,696,157 B1 (David et al.). Diamond-like glass is an amorphous material containing carbon, silicon, and one or more elements selected from hydrogen, oxygen, fluorine, sulfur, titanium, or copper. Some diamond-like glass materials are formed from tetramethylsilane precursors using a plasma process. It can be further processed in an oxygen plasma to produce a hydrophobic material for controlling the silanol concentration on the surface.

基材のための金属、金属酸化物、又は水和金属酸化物などの好適な金属含有材料は、例えば、金、銀、プラチナ、パラジウム、アルミニウム、銅、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、亜鉛、などを含有することができる。金属含有材料は、ステンレス鋼、酸化インジウムスズ、などの合金であることができる。幾つかの実施形態では、金属含有材料は、多層基材の最上層である。例えば、基材は、高分子である第2の層及び金属を含有する第1の層を有することができる。1つの実施例において、第2の層は高分子フィルムであり、かつ第1の層は金の薄膜である。その他の実施例では、多層基材は、チタン含有層でコーティングされ、次に金含有層でコーティングされた高分子フィルムを含む。このような構造においてチタン層は、金の層を高分子フィルムへ接着させるための結合層又はプライマー層として機能することができる。多層基材のその他の実施例では、シリコン支持層は、クロムの層で被覆され、次に金の層で被覆されている。クロム層は、金層のシリコン層への接着を改善することができる。   Suitable metal-containing materials such as metals, metal oxides or hydrated metal oxides for the substrate are, for example, gold, silver, platinum, palladium, aluminum, copper, chromium, iron, cobalt, nickel, zinc, Etc. can be contained. The metal-containing material can be an alloy such as stainless steel or indium tin oxide. In some embodiments, the metal-containing material is the top layer of the multilayer substrate. For example, the substrate can have a second layer that is a polymer and a first layer that contains a metal. In one embodiment, the second layer is a polymer film and the first layer is a gold thin film. In other embodiments, the multilayer substrate comprises a polymeric film coated with a titanium-containing layer and then with a gold-containing layer. In such a structure, the titanium layer can function as a bonding layer or a primer layer for adhering the gold layer to the polymer film. In other embodiments of the multilayer substrate, the silicon support layer is coated with a layer of chromium and then with a layer of gold. The chromium layer can improve the adhesion of the gold layer to the silicon layer.

ペンダントアミン捕捉基を有する高分子材料及び固定化されたアミノ含有材料は、様々な適用において使用できる。固定化された生物学的アミノ含有材料は、疾患又は遺伝的欠陥の医学的診断において有用であり得る。固定化されたアミノ含有材料は、生物学的分離のため又は各種生体分子の存在を検出するためにも使用できる。更に、固定化されたアミノ含有材料は、バイオリアクター内にて使用して、又は生体触媒として使用して、他の材料を調製することが可能である。フルオロアルコキシカルボニル基を含むペンダントアミン捕捉基は、生物学的材料ではないアミノ含有検体を検出するために使用できる。アミノ含有検体は、一級アミン基、二級アミン基、又はこれらの組み合わせを有することができる。   Polymeric materials with pendant amine capture groups and immobilized amino-containing materials can be used in a variety of applications. Immobilized biological amino-containing materials can be useful in medical diagnosis of diseases or genetic defects. Immobilized amino-containing materials can also be used for biological separation or to detect the presence of various biomolecules. Furthermore, the immobilized amino-containing material can be used in a bioreactor or as a biocatalyst to prepare other materials. Pendant amine capture groups containing fluoroalkoxycarbonyl groups can be used to detect amino-containing analytes that are not biological materials. The amino-containing analyte can have a primary amine group, a secondary amine group, or a combination thereof.

更に、その他の材料が、固定化されたアミノ含有材料に結合することができる。この更に結合した材料は、アミノ含有材料の固定化前にアミノ含有材料と組み合わせたり、アミノ含有材料の固定化の後で、アミノ含有材料に結合させたりすることができる。例えば、高分子材料に付着されるアミノ含有材料は、第2の生体分子に更に結合される第1の生体分子であり得る。アミノ含有材料及び更に結合させた材料は、相補的RNAフラグメント、相補的DNAフラグメント、抗原−抗体の組み合わせ、免疫グロブリン−バクテリアの組み合わせなどであり得る。   In addition, other materials can be bound to the immobilized amino-containing material. This further bonded material can be combined with the amino-containing material before immobilization of the amino-containing material, or can be bonded to the amino-containing material after immobilization of the amino-containing material. For example, the amino-containing material attached to the polymeric material can be a first biomolecule that is further bound to a second biomolecule. The amino-containing material and further conjugated material can be complementary RNA fragments, complementary DNA fragments, antigen-antibody combinations, immunoglobulin-bacteria combinations, and the like.

生物学的アミノ含有材料は、多くの場合、高分子材料への結合後に、活性を維持することができる(即ち、式IIIによるペンダント基が、生物学的に活性なアミノ含有材料を含むことができる)。例えば、固定化抗体は、引き続いて抗原に結合することができ、又は固定化抗原は、引き続いて抗体に結合することができる。同様に、バクテリアに結合可能な部分を有する固定化されたアミノ含有生体材料は、引き続いてバクテリアに結合することができる(例えば、固定化された免疫グロブリンは、引き続いて黄色ブドウ球菌などのバクテリアに結合することができる)。   Biological amino-containing materials can often remain active after attachment to a polymeric material (ie, the pendant group according to Formula III includes a biologically active amino-containing material). it can). For example, the immobilized antibody can subsequently bind to the antigen, or the immobilized antigen can subsequently bind to the antibody. Similarly, an immobilized amino-containing biomaterial having a moiety capable of binding to bacteria can subsequently bind to bacteria (eg, immobilized immunoglobulin can subsequently be bound to bacteria such as S. aureus). Can be combined).

これらの実施例は単にあくまで例示を目的としたものであり、添付した特許請求の範囲に限定することを意味するものではない。特に記載のない限り、実施例及びこれ以降の明細書に記載される部、百分率、比率などは全て、重量による。使用される溶媒及びその他の試薬は、特に記載のない限り、シグマ−アルドリッチケミカル社(Sigma-Aldrich Chemical Company)(ウィスコンシン州ミルウォーキー(Milwaukee))より入手した。   These examples are for illustrative purposes only and are not meant to be limiting on the scope of the appended claims. Unless stated otherwise, all parts, percentages, ratios, etc. described in the examples and the following specification are by weight. Solvents and other reagents used were obtained from Sigma-Aldrich Chemical Company (Milwaukee, Wis.) Unless otherwise noted.

Figure 0005113188
Figure 0005113188

調製実施例1:グルタリルクロリドモノ−メタクリルオキシエチルエステルの調製
乾燥THF中の2−ヒドロキシエチルメタクリレート(57.0グラム)、グルタル酸無水物(50.0グラム)及びフェノチアジン(0.15グラム)の溶液(250ミリリットル)を、氷/水浴内のガラス反応槽中で冷却した。トリエチルアミン(10ミリリットルのTHF中の46.0グラム)をこの攪拌混合物に滴下した。この混合物を室温まで温め、2日間攪拌した。この溶液をロータリーエバポレーターを用いて濃縮し、残りの混合物をCHCl(250ミリリットル)に溶解した。この溶液を150ミリリットルの5%HCl溶液で2回、100ミリリットルの水で2回洗浄した。洗浄した後、この溶液をMgSOで乾燥させ、この溶媒をロータリーエバポレーターで除去し、ピンク色の液体である、105.4グラムのグルタル酸モノ−メタクリルオキシエチルエステルを得た。このグルタル酸モノ−メタクリルオキシエチルエステル(50.0グラム)の試料を、CHClに溶解した(100ミリリットル)。これに、フェノチアジン(0.05グラム)、次いで、5〜10ミリリットルの塩化チオニルを加えた(25ミリリットル)。反応フラスコを、HClが発生する際、著しく冷却した。反応混合物を終夜攪拌し、この溶媒をロータリーエバポレーターで除去し、ピンク色の液体である、52.0グラムのグルタル酸モノ−メタクリルオキシエチルエステルを得た。
Preparative Example 1: Preparation of glutaryl chloride mono-methacryloxyethyl ester 2-hydroxyethyl methacrylate (57.0 grams), glutaric anhydride (50.0 grams) and phenothiazine (0.15 grams) in dry THF. Was cooled in a glass reaction vessel in an ice / water bath. Triethylamine (46.0 grams in 10 milliliters of THF) was added dropwise to the stirred mixture. The mixture was warmed to room temperature and stirred for 2 days. The solution was concentrated using a rotary evaporator and the remaining mixture was dissolved in CH 2 Cl 2 (250 ml). This solution was washed twice with 150 ml of 5% HCl solution and twice with 100 ml of water. After washing, the solution was dried over MgSO 4 and the solvent was removed on a rotary evaporator to give 105.4 grams of glutaric acid mono-methacryloxyethyl ester as a pink liquid. The glutaric acid mono - Samples of methacryloxyethyl ester (50.0 g) was dissolved in CH 2 Cl 2 (100 mL). To this was added phenothiazine (0.05 grams) followed by 5-10 milliliters of thionyl chloride (25 milliliters). The reaction flask was significantly cooled as HCl evolved. The reaction mixture was stirred overnight and the solvent was removed on a rotary evaporator to give 52.0 grams of glutaric acid mono-methacryloxyethyl ester as a pink liquid.

調製実施例2:グルタリルクロリドモノ−メタクリルオキシエチルエステルのヘキサフルオロ−イソ−プロピルエステルの調製
ヘキサフルオロ−イソ−プロパノール(8.6グラム)、CHCl(50ミリリットル)、及びエチルジイソプロピルアミン(5.4グラム)を、調製実施例1からの酸塩化物の攪拌混合物(10.5グラム)に、数分間にわたってゆっくりと加えた。得られた混合物を2時間攪拌し、揮発物をロータリーエバポレーターを用いて除去した。この残留物をメチル第三級ブチルエーテルに溶解し、マイクロフィルターを通して濾過した。この溶媒をロータリーエバポレーターを用いて除去し、9.0グラムの油を得た。この油をヘキサン(20ミリリットル)に溶解し、マイクロフィルターを通して濾過した。この溶媒をロータリーエバポレーターを用いて除去し、8.5グラムの透明な淡い褐色の液体を得た。生成物の識別を、プロトン及びフッ素NMRによって確認した。
Preparation Example 2: glutaryl chloride mono - hexafluoro the methacryloxyethyl ester - iso - Preparation hexafluoro propyl ester - iso - propanol (8.6 g), CH 2 Cl 2 (50 mL), and ethyldiisopropylamine (5.4 grams) was slowly added to the stirred mixture of acid chlorides from Preparative Example 1 (10.5 grams) over several minutes. The resulting mixture was stirred for 2 hours and volatiles were removed using a rotary evaporator. This residue was dissolved in methyl tertiary butyl ether and filtered through a microfilter. The solvent was removed using a rotary evaporator to give 9.0 grams of oil. This oil was dissolved in hexane (20 milliliters) and filtered through a microfilter. The solvent was removed using a rotary evaporator to give 8.5 grams of a clear light brown liquid. The identity of the product was confirmed by proton and fluorine NMR.

調製実施例3:グルタリルクロリドモノ−メタクリルオキシエチルエステルのノナフルオロ−第3−ブチルエステルの調製
ノナフルオロ−第3−ブタノール(4.7グラム)、フェノチアジン(0.007グラム)、CHCl(25ミリリットル)、及びエチルジイソプロピルアミン(3.0グラム)を、調製実施例1からの酸塩化物の攪拌混合物(6.0グラム)に、数分間にわたってゆっくりと加えた。得られた混合物を終夜攪拌した。更に、25ミリリットルのCHClを加え、得られた混合物を水(200ミリリットル)、3%HCl溶液(50ミリリットル)、水(50ミリリットル)で洗浄した。洗浄した後、この混合物をMgSOで乾燥させた。この溶媒をロータリーエバポレーターで除去し、7.7グラムの透明な淡い褐色の液体を得た。生成物の識別を、プロトン及びフッ素NMRによって確認した。
Preparation Example 3: glutaryl chloride mono - nonafluoro of methacryloxyethyl ester - tert-butyl ester Preparation nonafluoro - tert-butanol (4.7 grams), phenothiazine (0.007 g), CH 2 Cl 2 ( 25 ml), and ethyl diisopropylamine (3.0 grams) were slowly added over several minutes to the stirred mixture of acid chlorides (6.0 grams) from Preparative Example 1. The resulting mixture was stirred overnight. An additional 25 milliliters of CH 2 Cl 2 was added and the resulting mixture was washed with water (200 milliliters), 3% HCl solution (50 milliliters), and water (50 milliliters). After washing, the mixture was dried with MgSO 4 . The solvent was removed on a rotary evaporator to give 7.7 grams of a clear light brown liquid. The identity of the product was confirmed by proton and fluorine NMR.

調製実施例4:ヘプタフルオロ−イソ−プロピルアクリレートの調製
この調製物は、A.G.ピットマン(Pittman)ら著によって、ジェイポリマーサイエンス(J Polymer Science)A−1、4、2637(1966)に記載されるものと本質的に同一であった。
Preparative Example 4: Preparation of heptafluoro-iso-propyl acrylate. G. It was essentially the same as that described by Pittman et al. In J Polymer Science A-1, 4, 2637 (1966).

乾燥KF(19.2グラム)と乾燥ジグリム(250ミリリットル)の混合物を、パドル攪拌機、ガス注入口、及びドライアイスコンデンサーを装備した反応槽に加えた。この混合物を冷却槽を用いて−20℃まで冷却し、ヘキサフルオロアセトンをガスとして加えた。この冷却槽を取り除き、この混合物を20℃まで2時間にわたって温めた後、26ミリリットルの塩化アクリロイルを10分間にわたって加えた。得られた混合物を3時間攪拌した。水を加え、得られた下層有機層を水で再度洗浄し、MgSOで乾燥させた。この有機層(57.7グラム)を蒸留して、沸点が84℃を有する22.9グラムの物質とした。 A mixture of dry KF (19.2 grams) and dry diglyme (250 milliliters) was added to a reaction vessel equipped with a paddle stirrer, gas inlet, and dry ice condenser. The mixture was cooled to −20 ° C. using a cooling bath, and hexafluoroacetone was added as a gas. The cooling bath was removed and the mixture was warmed to 20 ° C. over 2 hours, after which 26 milliliters of acryloyl chloride was added over 10 minutes. The resulting mixture was stirred for 3 hours. Water was added and the resulting lower organic layer was washed again with water and dried over MgSO 4 . This organic layer (57.7 grams) was distilled to 22.9 grams of material having a boiling point of 84 ° C.

調製実施例5:グルタリルクロリドモノ−メタクリルオキシエチルエステルのヘプタフルオロ−イソ−プロピルエステルの調製
乾燥KF(6.3グラム)と乾燥ジグリム(100ミリリットル)の混合物を、冷却槽中で−20℃まで冷却し、ヘキサフルオロアセトン(16.0グラム)をガスとして加えた。この冷却槽を取り除いた。温度が5℃に達した場合(約1時間)、調製実施例1からの酸塩化物(20.0グラム)を10分間にわたってゆっくりと加えた。得られた混合物を室温で3時間攪拌し、水で反応停止させた。得られた下層有機層を、CHCl(25ミリリットル)に溶解し、水で洗浄し、MgSOで乾燥させた。得られた溶液のGLCは、主要構成成分として所望のエステルを示した。
Preparative Example 5: Preparation of heptafluoro-iso-propyl ester of glutaryl chloride mono-methacryloxyethyl ester A mixture of dry KF (6.3 grams) and dry diglyme (100 milliliters) is -20 <0> C in a cooling bath. And hexafluoroacetone (16.0 grams) was added as a gas. The cooling bath was removed. When the temperature reached 5 ° C. (about 1 hour), the acid chloride from Preparative Example 1 (20.0 grams) was added slowly over 10 minutes. The resulting mixture was stirred at room temperature for 3 hours and quenched with water. The resulting lower organic layer was dissolved in CH 2 Cl 2 (25 ml), washed with water and dried over MgSO 4 . GLC of the resulting solution showed the desired ester as the main constituent.

(実施例1)
10重量%のフッ化炭素溶液を、調製実施例2で調製された1.00グラムのエステルと、9.00グラムのTMPTAと、40.0グラムの酢酸エチルとを混合することによって調製した。5重量%のフッ化炭素溶液を、4.0グラムのTMPTA及び16.0グラムの酢酸エチルと、20.0グラムの10重量%溶液を混合することによって調製した。2.5重量%のフッ化炭素溶液を、4.0グラムのTMPTA及び16.0グラムの酢酸エチルと、20.0グラムの5重量%溶液を混合することによって調製した。これらのそれぞれの溶液(10%、5%及び2.5%)に、2滴の光開始剤を加えた。得られた溶液は、28番のマイヤーロッド(Mayer rod)を用いてPETフィルム上にコーティングされ、30分間風乾させ、UVプロセッサー(UV processor)(フュージョンUVシステムズ(Fusion UV Systems)、メリーランド州ゲーサーズ(Gaithersburg)、モデルMC−6RQN、H−バルブ)を通過させ、硬化したフィルムを得た。
Example 1
A 10 wt% fluorocarbon solution was prepared by mixing 1.00 grams of the ester prepared in Preparative Example 2, 9.00 grams of TMPTA, and 40.0 grams of ethyl acetate. A 5 wt% fluorocarbon solution was prepared by mixing 4.0 grams of TMPTA and 16.0 grams of ethyl acetate with 20.0 grams of a 10 wt% solution. A 2.5 wt% fluorocarbon solution was prepared by mixing 4.0 grams of TMPTA and 16.0 grams of ethyl acetate with 20.0 grams of a 5 wt% solution. Two drops of photoinitiator were added to each of these solutions (10%, 5% and 2.5%). The resulting solution was coated onto PET film using a # 28 Mayer rod, allowed to air dry for 30 minutes, and UV processor (Fusion UV Systems, Gaithers, MD). (Gaithersburg), model MC-6RQN, H-bulb) to obtain a cured film.

(実施例2)
10重量%のフッ化炭素溶液を、調製実施例3で調製された1.00グラムのエステルと、9.00グラムのTMPTAと、40.0グラムの酢酸エチルとを混合することによって調製した。5重量%のフッ化炭素溶液を、4.0グラムのTMPTA及び16.0グラムの酢酸エチルと、20.0グラムの10重量%溶液を混合することによって調製した。2.5重量%のフッ化炭素溶液を、4.0グラムのTMPTA及び16.0グラムの酢酸エチルと、20.0グラムの5重量%溶液を混合することによって調製した。これらのそれぞれの溶液(10%、5%及び2.5%)に、2滴の光開始剤を加えた。得られた溶液は、28番のマイヤーロッド(Mayer rod)を用いてPETフィルム上にコーティングされ、30分間風乾させ、UVプロセッサー(UV processor)(フュージョンUVシステムズ(Fusion UV Systems)、メリーランド州ゲーサーズ(Gaithersburg)、モデルMC−6RQN、H−バルブ)を通過させ、硬化したフィルムを得た。
(Example 2)
A 10 wt% fluorocarbon solution was prepared by mixing 1.00 grams of the ester prepared in Preparative Example 3, 9.00 grams of TMPTA, and 40.0 grams of ethyl acetate. A 5 wt% fluorocarbon solution was prepared by mixing 4.0 grams of TMPTA and 16.0 grams of ethyl acetate with 20.0 grams of a 10 wt% solution. A 2.5 wt% fluorocarbon solution was prepared by mixing 4.0 grams of TMPTA and 16.0 grams of ethyl acetate with 20.0 grams of a 5 wt% solution. Two drops of photoinitiator were added to each of these solutions (10%, 5% and 2.5%). The resulting solution was coated onto PET film using a # 28 Mayer rod, allowed to air dry for 30 minutes, and UV processor (Fusion UV Systems, Gaithers, MD). (Gaithersburg), model MC-6RQN, H-bulb) to obtain a cured film.

(実施例3)
10重量%のフッ化炭素溶液を、調製実施例4で調製された1.00グラムのエステルと、9.00グラムのTMPTAと、40.0グラムの酢酸エチルとを混合することによって調製した。5重量%のフッ化炭素溶液を、4.0グラムのTMPTA及び16.0グラムの酢酸エチルと、20.0グラムの10重量%溶液を混合することによって調製した。2.5重量%のフッ化炭素溶液を、4.0グラムのTMPTA及び16.0グラムの酢酸エチルと、20.0グラムの5重量%溶液を混合することによって調製した。これらのそれぞれの溶液(10%、5%及び2.5%)に、2滴の光開始剤を加えた。得られた溶液は、28番のマイヤーロッド(Mayer rod)を用いてPETフィルム上にコーティングされ、30分間風乾させ、UVプロセッサー(UV processor)(フュージョンUVシステムズ(Fusion UV Systems)、メリーランド州ゲーサーズ(Gaithersburg)、モデルMC−6RQN、H−バルブ)を通過させ、硬化したフィルムを得た。
(Example 3)
A 10 wt% fluorocarbon solution was prepared by mixing 1.00 grams of the ester prepared in Preparative Example 4, 9.00 grams of TMPTA, and 40.0 grams of ethyl acetate. A 5 wt% fluorocarbon solution was prepared by mixing 4.0 grams of TMPTA and 16.0 grams of ethyl acetate with 20.0 grams of a 10 wt% solution. A 2.5 wt% fluorocarbon solution was prepared by mixing 4.0 grams of TMPTA and 16.0 grams of ethyl acetate with 20.0 grams of a 5 wt% solution. Two drops of photoinitiator were added to each of these solutions (10%, 5% and 2.5%). The resulting solution was coated onto PET film using a # 28 Mayer rod, allowed to air dry for 30 minutes, and UV processor (Fusion UV Systems, Gaithers, MD). (Gaithersburg), model MC-6RQN, H-bulb) to obtain a cured film.

(実施例4):ヘプタフルオロイソプロピルアクリレートのホモポリマー
113.4g(4オンス)の重合瓶を、5.0グラムの調製実施例4のエステルと、20グラムのHFE 7200と、50ミリグラムの熱反応開始剤で充填した。この溶液を分速1リットルのNで1分間パージし、密閉された瓶を、回転水浴中で60℃で24時間加熱した。得られたポリマーは、弱粘着性樹脂であった。
Example 4: Heptafluoroisopropyl acrylate homopolymer 113.4 g (4 ounces) of polymerization bottle, 5.0 grams of the ester of Preparation Example 4, 20 grams of HFE 7200, 50 milligrams of thermal reaction Filled with initiator. The solution was purged with 1 liter per minute N 2 for 1 minute and the sealed bottle was heated in a rotating water bath at 60 ° C. for 24 hours. The obtained polymer was a weak adhesive resin.

(実施例5):ヘプタフルオロイソプロピルアクリレート及びメタクリル酸ブチルのコポリマー
113.4g(4オンス)の瓶を、5.0グラムの調製実施例4のエステルと、5.0グラムのメタクリル酸ブチルと、30.0グラムの酢酸エチルと、104ミリグラムの熱反応開始剤で充填した。この内容物を分速1リットルのNでパージし、回転水浴中で60℃で24時間加熱した。このコポリマーは、粘着性のない透明かつ無色の樹脂であった。
Example 5: Copolymer of heptafluoroisopropyl acrylate and butyl methacrylate A 113.4 g (4 ounce) bottle was charged with 5.0 grams of the ester of Preparation Example 4 and 5.0 grams of butyl methacrylate. Charged with 30.0 grams of ethyl acetate and 104 milligrams of thermal initiator. The contents were purged with 1 liter per minute N 2 and heated in a rotating water bath at 60 ° C. for 24 hours. This copolymer was a clear and colorless resin without stickiness.

(実施例6):調製実施例2とメタクリル酸ブチルのコポリマー
113.4g(4オンス)瓶を、3.0グラムの調製実施例2のエステルと、7.0グラムのメタクリル酸ブチルと、30グラムの酢酸エチル、102ミリグラムの熱反応開始剤で充填した。この内容物を分速1リットルのNで1分間パージし、回転水浴中で60℃で24時間加熱した。このコポリマーは、粘着性のない透明かつ無色の樹脂であった。
Example 6: Copolymer of Preparative Example 2 and Butyl Methacrylate 113.4 g (4 oz) bottle, 3.0 grams of Preparative Example 2 ester, 7.0 grams of butyl methacrylate, 30 Charged with grams of ethyl acetate, 102 milligrams of thermal initiator. The contents were purged with 1 liter per minute N 2 for 1 minute and heated in a rotating water bath at 60 ° C. for 24 hours. This copolymer was a clear and colorless resin without stickiness.

Claims (3)

アミノ含有材料を高分子材料に結合する方法であって、
式Iのペンダントアミン捕捉基を含む高分子材料を提供する工程であって、
Figure 0005113188
式中、
nが、0又は1に等しく、
Qが、カルボニルオキシ又はカルボニルイミノであり、
Yが、アルキレン、ヘテロアルキレン、アリーレン、又はこれらの組み合わせを含む二価の基であって、任意に、カルボニル、カルボニルオキシ、カルボニルイミノ、オキシ、−NR−、又はこれらの組み合わせを更に含む、二価の基であり、
が、水素、フルオロ、アルキル、又は低級フルオロアルキルであり、
が、低級フルオロアルキルであり、
が、水素、アルキル、アリール、又はアラルキルであり、
星印()が、該高分子材料の主鎖への該ペンダント基の結合部位を示し、
(1)一級又は二級アミノ含有材料と、(2)該ペンダントアミン捕捉基のフルオロアルコキシカルボニル基を反応させ、該高分子材料への該アミノ含有基の結合をもたらす、工程とを含む、方法。
A method of bonding an amino-containing material to a polymeric material,
Providing a polymeric material comprising a pendant amine capture group of formula I comprising:
Figure 0005113188
Where
n is equal to 0 or 1,
Q is carbonyloxy or carbonylimino;
Y is a divalent group comprising alkylene, heteroalkylene, arylene, or combinations thereof, optionally further comprising carbonyl, carbonyloxy, carbonylimino, oxy, —NR 3 —, or combinations thereof; A divalent group,
R 1 is hydrogen, fluoro, alkyl, or lower fluoroalkyl,
R 2 is lower fluoroalkyl,
R 3 is hydrogen, alkyl, aryl, or aralkyl,
An asterisk ( * ) indicates the binding site of the pendant group to the main chain of the polymeric material;
(1) a primary or secondary amino-containing material, and (2) reacting the fluoroalkoxycarbonyl group of the pendant amine capture group to effect attachment of the amino-containing group to the polymeric material. .
前記高分子材料が、式IIのアミン捕捉モノマーを含む反応混合物の反応生成物であり、
Figure 0005113188
式中、
が、水素又はアルキルである、請求項1に記載の方法。
The polymeric material is a reaction product of a reaction mixture comprising an amine capture monomer of formula II;
Figure 0005113188
Where
The method of claim 1, wherein R 4 is hydrogen or alkyl.
前記高分子材料が、架橋される、請求項1に記載の方法。  The method of claim 1, wherein the polymeric material is crosslinked.
JP2009543030A 2006-12-21 2007-12-04 Polymeric substrates with fluoroalkoxycarbonyl groups for amine capture Expired - Fee Related JP5113188B2 (en)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US87129406P 2006-12-21 2006-12-21
US60/871,294 2006-12-21
US11/856,144 US8357540B2 (en) 2006-12-21 2007-09-17 Polymeric substrates with fluoroalkoxycarbonyl groups for amine capture
US11/856,144 2007-09-17
PCT/US2007/086355 WO2008079605A1 (en) 2006-12-21 2007-12-04 Polymeric substrates with fluoroalkoxycarbonyl groups for amine capture

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2010513687A JP2010513687A (en) 2010-04-30
JP2010513687A5 JP2010513687A5 (en) 2011-01-27
JP5113188B2 true JP5113188B2 (en) 2013-01-09

Family

ID=39272363

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009543030A Expired - Fee Related JP5113188B2 (en) 2006-12-21 2007-12-04 Polymeric substrates with fluoroalkoxycarbonyl groups for amine capture

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8357540B2 (en)
EP (1) EP2104689B1 (en)
JP (1) JP5113188B2 (en)
KR (1) KR101432337B1 (en)
CN (1) CN101568556B (en)
AT (1) ATE466890T1 (en)
DE (1) DE602007006346D1 (en)
WO (1) WO2008079605A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8906703B2 (en) * 2006-12-21 2014-12-09 3M Innovative Properties Company Surface-bound fluorinated esters for amine capture
JP5323380B2 (en) * 2008-03-31 2013-10-23 住友化学株式会社 Fluorine-containing compound and polymer having structural units derived from the compound

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2862893A (en) * 1956-11-28 1958-12-02 Rohm & Haas Preparation of strongly basic anionexchange resins from chlorohydrin esters of acrylic type acids
US3719698A (en) * 1967-11-27 1973-03-06 Stevens & Co Inc J P Polyfluorinated esters of acids containing silicon and amino groups
US4035316A (en) * 1975-11-24 1977-07-12 California Institute Of Technology Cell specific, variable density, polymer microspheres
US4837289A (en) * 1987-04-30 1989-06-06 Ciba-Geigy Corporation UV- and heat curable terminal polyvinyl functional macromers and polymers thereof
JPS63278913A (en) 1987-05-09 1988-11-16 Daikin Ind Ltd Fluorine-containing polymer latex and its application
JP2554401B2 (en) * 1991-02-27 1996-11-13 日本ペイント株式会社 Aqueous resin dispersion and coating resin composition
US5525662A (en) * 1993-07-14 1996-06-11 Rohm And Haas Company Functionalization of polymers via enamine of acetoacetate
WO1995035330A1 (en) * 1994-06-17 1995-12-28 Exxon Chemical Patents Inc. Amidation of ester functionalized hydrocarbon polymers
CA2207137A1 (en) 1996-06-14 1997-12-14 James Erwin Fritz Scavenger assisted combinatorial process for preparing libraries of secondary amine compounds
CA2207088A1 (en) 1996-06-14 1997-12-14 Eli Lilly And Company Scavenger assisted combinatorial process for preparing libraries of tertiary amine compounds
US6696157B1 (en) * 2000-03-05 2004-02-24 3M Innovative Properties Company Diamond-like glass thin films
GB0015245D0 (en) * 2000-06-22 2000-08-16 Avecia Ltd Composition and process
US6513897B2 (en) * 2000-12-29 2003-02-04 3M Innovative Properties Co. Multiple resolution fluid applicator and method
US6883908B2 (en) * 2001-01-08 2005-04-26 3M Innovative Properties Company Methods and compositions for ink jet printing of pressure sensitive adhesive patterns or films on a wide range of substrates
US6765036B2 (en) * 2002-01-15 2004-07-20 3M Innovative Properties Company Ternary photoinitiator system for cationically polymerizable resins
US6897164B2 (en) * 2002-02-14 2005-05-24 3M Innovative Properties Company Aperture masks for circuit fabrication
US7250452B2 (en) * 2003-09-26 2007-07-31 3M Innovative Properties Company Dental compositions and methods with arylsulfinate salts
US7361767B2 (en) * 2003-11-14 2008-04-22 3M Innovative Properties Company N-sulfonyldicarboximide containing tethering compounds
US7262228B2 (en) * 2003-11-21 2007-08-28 Curators Of The University Of Missouri Photoinitiator systems with anthracene-based electron donors for curing cationically polymerizable resins
WO2005066121A2 (en) 2003-12-30 2005-07-21 3M Innovative Properties Company Multifunctional amine capture agents
US7544754B2 (en) 2005-09-30 2009-06-09 3M Innovative Properties Company Crosslinked polymers with amine binding groups
US8906703B2 (en) 2006-12-21 2014-12-09 3M Innovative Properties Company Surface-bound fluorinated esters for amine capture

Also Published As

Publication number Publication date
DE602007006346D1 (en) 2010-06-17
CN101568556B (en) 2012-06-06
CN101568556A (en) 2009-10-28
ATE466890T1 (en) 2010-05-15
US8357540B2 (en) 2013-01-22
EP2104689B1 (en) 2010-05-05
KR20090091344A (en) 2009-08-27
KR101432337B1 (en) 2014-08-20
JP2010513687A (en) 2010-04-30
US20080153175A1 (en) 2008-06-26
EP2104689A1 (en) 2009-09-30
WO2008079605A1 (en) 2008-07-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5166269B2 (en) Crosslinked polymers having amine binding groups
JP5350796B2 (en) Crosslinked polymers having amine binding groups
JP5336189B2 (en) Crosslinked polymers having amine binding groups
JP5113188B2 (en) Polymeric substrates with fluoroalkoxycarbonyl groups for amine capture
JP2004075780A (en) Modifying material for hydrophilic surface
WO2009154568A1 (en) Water swellable and water soluble polymers and use thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101203

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20101203

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120911

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120912

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20121011

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151019

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees